Ứng dụng phổ thường được nhắc đến nhất của phương pháp nút mạch là trong điều trị ung thư gan. Ngoài ra nó cũng được sử dụng đối với các bệnh ung thư cổ tử cung, tuyến tiền liệt, não, ống mật, ruột già…

Với bệnh nhân ung thư gan, nút mạch được sử dụng phổ biến nhằm kéo dài thời gian sống trong các trường hợp không thể phẫu thuật, không đạt tiêu chuẩn Milan để ghép gan, hoặc với những người có khối u tái phát sau khi đã cắt gan.

Thông thường gan được nuôi dưỡng bởi hai nguồn cấp máu là động mạch (25%) và tĩnh mạch (75%). Đối với u gan thì hầu như nguồn cấp máu hoàn toàn từ động mạch gan.

Hoá chất bơm qua đường động mạch gan sẽ vào trực tiếp khối u, trong khi phần gan lành được nuôi dưỡng bởi nguồn tĩnh mạch vẫn phát triển bình thường. Điều này cũng cho phép đưa được nhiều hoá chất tiêu diệt tế bào u hơn vào trong khối u.