Monoterpenele sunt prezente în uleiurile esențiale ale mai multor plante, incluzând fructe, legume și plante. Ele împiedică carcinogeneza atât în stadiul de inițiere, cât și în stadiul de promovare. În plus, monoterpenele sunt eficiente în tratarea cancerelor timpurii și avansate. S-a demonstrat că monoterpenele precum limonenul și alcoolul perillil împiedecă cancerul mamar, de ficat, de plămân și alte cancere. Acești compuși se folosesc de asemenea pentru a trata o varietate de cancere la rozătiare, incluzând pe cele mamare și pancreatice. În plus, datele in vitro sugerează că pot fi eficiente în tratarea neuroblastoamelor și a leucemiilor. Atât limonenul, cât și perillil alcoolul sunt actualmente evaluateîn studii clinice de faza I în cazul unor pacienți cu cancer avansat. Monoterpenele au mai multe activități celulare și moleculare care ar putea potențial să stea la baza indexului lor terapeutic pozitiv.

Monoterpenele inhibă izoprenilarea proteinelor mici G. Asemenea inhibări pot altera transducția semnalului și conduc la expresia genetică alterată. Rezultatele unui nou ecran de expresie a genelor-de tip substractiv-au identificat sau au confirmat mai multe gene inhibate sau potențate în cazul carcinoamelor mamare în regres. De exemplu, aceste tumori în regres supraexprimă receptorul manoză 6-fosfat/IGF II. Produsul genei degradează mitogenul tumorei mamare IGF II și activează factorul citostatic TGF-beta. Acestea și alte alterări în expresia genelor carcinoamelor mamare conduc la o blocare a ciclului celular G1, urmată de apoptoză, rediferențiere și, în final, regresia completă a tumorii, în care parenchimul tumorii este înlocuit de elemente stromale. Se pare că monoterpenele împiedecă cancerul mamar în timpul stadiului de progresie prin mecanisme similare celor care au loc în timpul terapiei. În contrast, împiedecarea cancerului mamar prin hidrocarburi policiclice, cum ar fi 7,12-dimetilbenz[a]antracenul, are loc prin inducția enzimelor hepatice detoxifiante de fază II.