A importância farmacológica dos polissacarídeos naturais no tratamento do câncer é cada vez mais reconhecida devido às suas propriedades imunomoduladoras e antitumorais. Este estudo teve como objetivo determinar os efeitos da goma do limoeiro (Citrus × latifolia) na citotoxicidade contra células tumorais e não tumorais in vitro e seu potencial antitumoral in vivo em camundongos Balb/c transplantados com células tumorais de cólon murino. In vitro, o teste MTT foi realizado para avaliar a citotoxicidade e in vivo foram realizados a porcentagem de inibição tumoral, peso relativo do órgão, ensaios bioquímicos e hematológicos e qRT-PCR. Os resultados indicaram que a goma do limoeiro (GL) inibiu a proliferação celular in vitro em 45,28% (B16-F10), 15,49% (CT26.WT) e 10,37% (L929) na concentração de 1000 μg/mL. In vivo, os animais tratados com a GL nas doses de 50 e 100 mg/kg/dia apresentaram inibição tumoral de 16,46% e 33,16%, respectivamente, e não houve mortes de animais. Em relação aos aspectos toxicológicos, não foram encontradas evidências de toxicidade nos testes bioquímicos e hematológicos em ambas as doses, no entanto, observou-se um ligeiro aumento no peso relativo do fígado apenas na dose de 100 mg/kg/dia. Na análise da expressão gênica de citocinas por qRT-PCR, identificou-se um aumento na expressão de Il1b, em contrapartida, Il6, Il4 e Tgfb não apresentaram diferenças significativas. Dessa forma, os resultados encontrados sugerem que a GL pode se tornar um excelente candidato no tratamento do câncer colorretal e abrir novas perspectivas para futuras investigações sobre seu potencial antitumoral.