Zat yang ditemukan dalam jaringan, darah, sumsum tulang, atau cairan tubuh lainnya yang mungkin merupakan tanda kanker atau kondisi jinak (non-kanker) tertentu. Banyak penanda tumor adalah protein yang dibuat oleh sel normal dan sel kanker, tetapi dibuat dalam jumlah yang lebih tinggi oleh sel kanker. Perubahan genetik dalam jaringan tumor, seperti mutasi gen, pola ekspresi gen, dan perubahan lain dalam DNA atau RNA tumor, juga digunakan sebagai penanda tumor. Penanda tumor dapat digunakan dengan tes lain untuk membantu mendiagnosis kanker. Ini juga dapat digunakan untuk membantu merencanakan pengobatan, memberikan kemungkinan prognosis, dan mengetahui seberapa baik pengobatan bekerja atau jika kanker telah kembali. Contoh penanda tumor termasuk CA-125 (pada kanker ovarium), reseptor estrogen dan reseptor progesteron (pada kanker payudara), CEA (pada kanker usus besar), PCA3 mRNA dan PSA (pada kanker prostat), dan mutasi gen EGFR (pada kanker paru-paru non-sel kecil).