En antimetabolitt er et kjemisk stoff med en struktur som ligner et stoff (en metabolitt) som behøves ved normale biokjemiske reaksjoner, men er tilstrekkelig ulikt slik at det forstyrrer cellenes normale funksjoner, deriblant celledeling.
I Anatomisk terapeutisk kjemisk klassifikasjon (ATC-systemet) blir de klassifisert under L01B.
Antimetabolitter kan benyttes i kreft-behandling fordi de griper inn i DNA-produksjon og dermed også celledeling og vekst av svulster.
Antimetabolitter kamuflerer seg som purin (azatioprin, merkaptopurin) eller pyrimidin – som blir til byggesteinene i DNA. De hindrer disse stoffene fra å bli innkorporert i DNA i «S»-fasen (av cellesyklusen) og stanser normal utvikling og deling. De påvirker også RNA-syntese. På grunn av sin effektivitet er disse legemidlene de cellegiftene (cytoctatika) som er mest utbredt.
Antimetabolitter kan også være antibiotika, slik som sulfanilamid-midler, som hemmer dihydrofolat-syntesen i bakterier gjennom å konkurrere med para-aminobenzoinsyre.
De viktigste representantene for disse legemidlene er: