Son sustancias producidas tanto por células tumorales directamente, como por síntesis inducida por células tumorales en células no tumorales. Los marcadores tumorales pueden ser detectados en la sangre, orina y otros fluidos corporales (marcadores tumorales humorales) y; también en las células tumorales (marcadores tumorales celulares). De los resultados obtenidos, es posible llegar a conclusiones sobre la presencia, el curso y el pronóstico de enfermedades relacionadas, pues los marcadores tumorales no solamente están presentes en casos de cáncer. Existen marcadores tumorales muy específicos para cierto tipo de cáncer y otros que pueden estar elevados en diversos tipos de cáncer, por ello es imprescindible que el pedido del examen sea realizado por el médico tratante. Por ejemplo: CEA (antígeno carcino embrionario) indicado en cáncer colorectal, cáncer de mama. AFP(alfa feto proteína) indicado en cáncer de hígado y cáncer de testículo.