肿瘤标志物能反映肿瘤发生、发展，监测肿瘤对治疗反应的一类物质。消化道肿瘤标志物有癌胚抗原、鳞癌相关抗原、糖类抗原等。
1、癌胚抗原：癌胚抗原的正常值为<5.0ng/ml，是能够用于全身肿瘤检测的一种肿瘤标志物。在食管癌、胃肠道恶性肿瘤的患者中，癌胚抗原或有明显的升高，同时乳腺癌、肺癌及其他恶性肿瘤患者的血清中也会有相应的升高。虽然为一种广谱肿瘤标志物，但无法作为诊断某种恶性肿瘤的特异性指标；
2、鳞癌相关抗原(SCC)：是最早用于诊断食管鳞癌的肿瘤标记物，还可用于宫颈癌的检测，血清SCC-Ag水平随病情的加重而增高；
3、糖类抗原：如CA72-4、CA242、CA19-9等，是低聚糖肿瘤相关抗原，不仅可以检测出胃肠道肿瘤，如胃癌、结直肠癌。其中CA19-9也是目前对胰腺癌敏感性最高的新的肿瘤标志物。因此对消化系统中的胰腺癌也具有一定诊断意义。
除上述情况外，甲胎蛋白的升高可帮助诊断原发性肝癌，临床上常以甲胎蛋白>400μg/L作为诊断肝癌的医学决定水平。另外，其升高也提示可能存在胃癌、胰腺癌等消化道肿瘤。