Etopozida este un derivat semisintetic al podofilotoxinei. Are un efect citotoxic pronunțat, care depinde în mare măsură de doze și de regimul de tratament. Etopozida afectează funcția topoizomerazei II (o enzimă care taie ADN-ul) și inhibă sinteza ADN-ului în faza terminală. Ca urmare, în ADN se formează rupturi monocatenare și dublu catenare. Efectul citotoxic depinde de concentrația și durata expunerii la etopozidă. Medicamentul blochează mitoza, provocând moartea celulară în faza S și în faza G2 timpurie a ciclului celular. Spre deosebire de alte podofilotoxine cunoscute, aceasta nu provoacă acumularea de celule în stadiul metafazic. Fosfatul de etopozidă este metabolizat in vivo în etopozidă prin defosforilare. Mecanismul de acțiune al fosfatului de etopozidă este considerat a fi același cu cel al etopozidei.