Механизм действия леналидомида основан на противоопухолевых, антиангиогенных, проэритропоэтических и иммуномодулирующих свойствах. Леналидомид ингибирует пролиферацию клеток некоторых гепопоэтических опухолей, включая плазматические опухолевые клетки множественной миеломы (ММ), опухолевые клетки фолликулярной лимфомы и клетки, которые имеют цитогенетические дефекты хромосомы 5. Леналидомит клетками-киллерами (ПК), увеличивает количество ПК T-клеток.