Tarkemmin sanottuna edellä mainitun pahanlaatuisen kasvaimen lääkehoidossa talidomidia käytetään yhdessä kahden muun vaikuttavan aineen kanssa: melfalaani (syöpälääke, joka kuuluu alkyloivien aineiden luokkaan) ja prednisoni (kortikosteroidilääke).
Talidomidilla on kiraalinen keskus; itse asiassa kliinisessä ympäristössä käytetään enantiomeerien (R) - (+) - talidomidin ja (S) - ( -) - talidomidin seosta.
Vaikutuksensa saavuttamiseksi talidomidi on annettava suun kautta; sitä sisältävät lääkkeet voidaan luovuttaa vain, jos esitetään toistuva rajoittamaton lääkemääräys (lääkkeitä, joita voidaan myydä yleisölle sairaalan tai erikoislääkärin määräyksestä).
Talidomidin vasta -aiheista erottuu varmasti käyttö raskauden aikana, mikä on ehdottomasti kiellettyä sen aiheuttamien teratogeenisten vaikutusten vuoksi. Paradoksaalista kyllä, talidomidia markkinoitiin 50 -luvulla käyttöaiheilla raskauden pahoinvoinnin hoitoon. Lääkkeen käytön aiheuttama ja johti tuhansien lasten syntymään, joilla oli erityyppisiä synnynnäisiä epämuodostumia (erityisesti phocomelic -imeväisiä).
