Il CEA è una proteina prodotta da alcuni tessuti (apparato digerente, polmone, ecc.), normalmente presente nel sangue con valori inferiori a 2.5 ng/ml. Tali valori aumentano in caso di tumore e l'aumento dipende dalla velocità con cui si riproducono le cellule tumorali. Le concentrazioni più elevate sono riscontrate nelle metastasi epatiche, ovvero tumori diffusisi al fegato da altri organi (soprattutto l'intestino) nei quali si sono originati. Si può riscontrare un aumento del CEA anche nei fumatori apparentemente sani. La determinazione di questo marker è poco utile per la diagnosi di un tumore, in quanto poco sensibile e poco specifica. L'esame trova indicazione, invece, quando un tumore è stato già diagnosticato e, impostato il trattamento, se ne segue l'andamento nel tempo. Infatti, la ricomparsa del tumore (recidiva) o di metastasi è associata ad un aumentato livello di CEA.