Pomalidomide käytetään multippelin myelooman (etenevästä verisairaudesta johtuvan syövän) hoitoon. Pomalidomide annetaan yleensä sen jälkeen, kun ainakin kahta muuta lääkettä on kokeiltu tuloksetta. Pomalidomide käytetään myös aidsiin liittyvän Kaposin sarkooman hoitoon silloin, kun muut lääkkeet eivät tehonneet tai ovat lakanneet toimimasta.