在各种肿瘤诊断和治疗方面TAA可能是有用的肿瘤标志。理想的肿瘤标志是只能由肿瘤组织释放；对肿瘤类型有特异性(直接针对肿瘤)；灵敏度高，在低肿瘤负荷时即能检测出来；并且在血液或其他体液中的标志浓度和肿瘤细胞负荷高低直接相关，肿瘤标志出现于该型肿瘤的所有患者。大部分肿瘤能释放具有抗原性的大分子物质进入血循环，并可用免疫方法检测。这些方法可用于监察治疗后肿瘤的复发，但用于肿瘤早期诊断或大量肿瘤筛选检查则缺乏特异性或敏感性的肿瘤标志。
癌胚抗原(CEA)是一种存在于结肠癌，正常胚胎肠道，胰腺和肝内的一种蛋白多糖复合物。一种敏感的免疫方法可检测出结肠癌病人血中CEA增加，但此法特异性相当低，在嗜烟者，肝硬化，溃疡性结肠炎和其他一些肿瘤(如乳腺癌，胰腺癌，胆囊癌，卵巢癌和子宫颈癌)均可出现阳性。若与CEA升高的有关肿瘤切除后，观察CEA水平可用作该肿瘤复发的检测。
甲胎蛋白是胎肝细胞的一种正常产物。亦可出现在原发性肝癌，卵黄囊恶性肿瘤，并常见于卵巢或睾丸胚胎癌病人血清中。医学 全在.线提供www.med126.com
人绒毛膜促性腺激素的β亚单位(β-HCG)可应用免疫方法检测，其见于妇女妊娠期滋养层细胞肿瘤(GTN)，包括囊性葡萄胎，非转移性GTN，转移性GTN(参见第241节妊娠期滋养层细胞疾病)。约在2/3男性睾丸胚胎性或绒毛膜癌患者中也可见到β-HCG的升高，由于β亚单位对HCG具有特异性因而可被检测。
前列腺特异抗原(PSA)是存在于前列腺导管上皮细胞的一种糖蛋白，正常人血清中可检测出低浓度PSA。使用单克隆抗体方法及合适的正常值的上限，可发现约在90%的晚期前列腺癌症甚至无明确转移病灶的病人血清PSA水平均有升高。PSA的测定较前列腺酸性磷酸酶法敏感。但在良性前列腺肥大症中PSA也可升高，所以缺乏特异性。本方法可用作前列腺癌在诊断和治疗后监测复发的检测指标。
CA125临床用于卵巢癌的诊断和监察治疗。然而任何腹腔炎症病程中，血循环CA125可增高。
放射标记的单克隆抗体B72.3可识别称为TAG-72的全癌抗原(识别来自所有组织的癌肿)。该抗体正用于肿瘤定位研究以发现隐匿性肿瘤停留部位，但其在发现隐匿性癌肿的临床价值仍在研究中。
