消化管には多くの腫瘍マーカーが存在するが、主にカルサイノエムブリオニック抗原CEAと糖鎖抗原CAが挙げられる。
カルサイノエンブリオニック抗原CEAは内胚葉由来のすべての悪性腫瘍に存在し、消化管腫瘍では主に胃癌、大腸癌で高値を示し、その特異値は病態を適切に反映する。 遠隔転移を伴う進行期の腫瘍や腺がんでは、CEAの値は比較的高く、病状は比較的深刻である。
糖抗原には主にCA125、CA199、CA99（CA125はCA199に類似）があり、腫瘍細胞の膜に存在する糖脂質の一種で、その値の上昇は胃癌、結腸癌、直腸癌の診断に比較的価値が高い。
これらの腫瘍マーカーは治療効果を評価する指標の一つとして使用することができ、消化器腫瘍の臨床治療が有効であれば、これらの腫瘍マーカーの血清レベルは有意な低下を示す。 経過観察時にこれらの血清腫瘍マーカーが有意に上昇している場合は、腫瘍が再発または転移している可能性がある。
腫瘍マーカーは腫瘍の診断および治療評価の補助的指標に過ぎず、腫瘍の診断は病理組織学的検査に基づく必要があることに留意すべきである。