Vykazuje specifitu vůči buněčnému cyklu, jelikož primárně zabíjí buňky, ve kterých probíhá syntéza DNA (S- fáze) a za určitých podmínek blokuje přechod buněk z G1 do S fáze.
Njegovo delovanje je fazno- specifično, tako da gemcitabin primarno ubija celice, ki so v fazi sinteze DNK (S- fazi) in, pod določenimi pogoji blokira razvoj celic v stiku med mejo G1/ S faze.