肺癌的标志物有癌胚抗原CEA、神经特异性烯醇化酶NSE、胃泌素释放肽前体(ProGRP)和鳞状细胞癌抗原SCC、细胞角质蛋白19的可溶性片段Cyfra21-1等。其中癌胚抗原CEA是最为普遍的抗原，无论是非小细胞肺癌还是小细胞肺癌都可能表现为癌胚抗原CEA水平的提高。
一般神经特异性烯醇化酶NSE、胃泌素释放肽前体(ProGRP)是小细胞肺癌的特征性标志物；鳞状细胞癌抗原SCC、细胞角质蛋白19的可溶性片段Cyfra21-1是非小细胞肺癌尤其是鳞癌的标志物；而肺腺癌的标志物表现为CEA或CA125、CA199等腺癌指标上升。
肿瘤标志物既是筛查手段用于早期发现肿瘤，也是随访疗效的办法，用于判断肿瘤疗效和复发转移。
