Metotrexatul (acid 4-amino-10-metilfolic) este un antagonist al acidului folic care inhibă reducerea acidului folic și creșterea celulelor tisulare. Metotrexatul inhibă competitiv enzima dihidrofolat reductază, împiedicând reducerea dihidrofolatului la tetrahidrofolat, care este necesar pentru sinteza ADN-ului și replicarea celulară. Ca urmare a poliglutamării metotrexatului cauzată de enzima folilpoliglutamilat, durata efectului citotoxic al substanței active în celule crește.