肝细胞癌的血清肿瘤标志特异性较高的有：AFP（甲胎蛋白）、γ-GT同工酶Ⅱ、碱性磷酸酶同工酶I（ALP-I）、γ-羧基凝血酶原，2-L岩藻糖酶等，下面叙述几种诊断价值较高的肿瘤标志：
（1）AFP：系肝细胞内粗面内质网核糖颗粒所合成，胎儿出生后，血清AFP下降，几个月-1年内降至正常（〈20μg/L）。除肝细胞癌可升高外，妊娠、胚胎癌如睾丸癌、卵巢癌和极少数胃、胰、胆管、结直肠癌也可升高。
血清AFP动态变化测定更有价值。放射免疫法和火箭电泳法〉400μg/L连续4周阳性或对流免疫法（〉500μg/L）连续3周，同时SGPT正常，并能排除上述其他疾病即可以诊断为肝癌。
血清AFP测定可用于普查肝癌高危人群，先以反向间接血凝法筛选，对1：100以上的阳性者采用放免或火箭法复筛，放免法可测稀释滴度作为治疗观察指标。此外，AFP还可用于评定手术或其它疗法疗效、判断预后。手术彻底切除者，AFP在2个月内转阴，如遗留残余或局部复发或转移，AFP多不降至正常或降而复升。
血清AFP浓度与肝癌的大小有关。肝癌〈3cm者阳性率仅25%-50%，4cm者多达400μg/L以上，5cm时常突然升高至700-1000μg/L。
（2）γ-GT-Ⅱ：γ-GT在胎儿期很高，出生后急剧降低，有人称它为癌胚酶。其绝对值与肝癌大小有关。γ-GT-Ⅱ对肝癌的特异性不亚于AFP，且灵敏度高于AFP。对AFP阴性或低浓度的肝癌有较高的阳性率，与AFP同时检测有互补作用。
（3）碱性磷酸酶同工酶I：碱性磷酸酶增高见于55%-89%中，晚期肝癌病人，小肝癌仅12%阳性。AFP-I对肝癌的特异性高，但灵敏度低仅16.7%。
（4）5’-核苷酸磷酸二酯酶同工酶V（5’-NPD-VD）是一种非核酸酶，其活性与肝癌的生长速度相平行，阳性率达80%-95%，AFP阴性肝癌其阳性率为76%，但转移性肝癌其阳性率亦高。
（5）γ-羧基凝血酶原：是一种异常的凝血酶原，67%肝癌病例〉300μg/L，6%转移性肝癌达此水平。
（6）α-L-岩藻糖酶：是溶酶体水解酶，肝癌细胞内岩藻糖转换酶增加，其灵敏度、可靠性与γ-GT-Ⅱ相仿，可助鉴别原发与继发性肝癌，继发性肝癌近正常值。〉170μg/L对AFP〈4000μg/L的肝细胞癌有补充诊断的价值。