A ondansetrona é o protótipo dos antagonistas 5-HT3. Esse fármaco e seus análogos são muito importantes na prevenção das náuseas e dos vômitos associados à cirurgia e quimioterapia do câncer.
Os antagonistas seletivos dos receptores 5-HT3 possuem propriedades antieméticas potentes, que são mediadas, em parte, por meio do bloqueio dos receptores 5-HT3 centrais no centro do vômito e na zona de gatilho quimiorreceptora, porém principalmente pelo bloqueio dos receptores 5-HT3 periféricos nos nervos aferentes espinais e vagais intestinais extrínsecos. A ação antiemética desses fármacos limita-se aos vômitos atribuíveis à estimulação vagal (p. ex., pós-operatórios) e à quimioterapia; outros estímulos eméticos, como a cinetose, são pouco controlados.