没有一种肿瘤标志物可用于健康人甚至高风险人群的癌症筛查。

由于肿瘤标志物可用于评估肿瘤对治疗和预后的反应，研究人员希望它们也可用于癌症早期筛查（无症状）。一项有价值的筛查手段应具有足够高的敏感性（能够正确识别患有该疾病的人）和特异性（能够正确区别没有患病的人）。如果测试是高度敏感的，它将识别大多数患有该疾病的患者。换句话说，只有非常少的患者不能被检测到（假阴性）。如果测试具有高度特异性，那么只有少数没有癌症的人测试结果阳性（假阳性）。

尽管肿瘤标志物在确定肿瘤是否对治疗有反应或评估其是否复发方面有一定价值，但迄今为止未发现一个肿瘤标志物有足够敏感性和特异性可单独用于筛查癌症。

例如，测量血液中PSA水平的前列腺特异性抗原（PSA）测试曾经用于筛查男性的前列腺癌。然而，PSA水平升高可能是由良性前列腺疾病以及前列腺癌引起的，大多数PSA水平升高的男性没有前列腺癌。两项大型随机对照试验以及欧洲前列腺癌筛查随机研究的结果显示PSA检测最多只能导致减少前列腺癌死亡人数。此外，PSA筛查的益处是否超过一系列确诊检查和治疗带来的危害。在大多情况下，这些癌症永远不会威胁到患者的生命。

CA125是另外一种常见肿瘤标志物，有时在患有卵巢癌的女性的血液中升高，在患有良性病症的妇女中也可升高，但其灵敏度或特异性不足以和阴道超声检查一起用来筛查女性卵巢癌。还有很多肿瘤标志物如CEA、AFP、CA153、CA724等被研究是否可用于癌症筛查，遗憾得是至今没有一种在健康人中进行癌症筛查有价值。