Pomalidomide jest stosowany w leczeniu szpiczaka mnogiego (nowotwór będący wynikiem postępującej choroby krwi). Pomalidomide jest zwykle podawany po bezskutecznym wypróbowaniu co najmniej dwóch innych leków. Pomalidomide jest również stosowany w leczeniu mięsaka Kaposiego związanego z AIDS, gdy inne leki nie działały lub przestały działać.