Tidak ada penanda tumor serum yang sangat spesifik untuk kanker usus besar, dan penanda tumor serum utama yang saat ini digunakan secara klinis untuk membantu diagnosis dan prognosis kanker usus besar adalah carcinoembryonic antigen (CEA). CEA adalah penanda tumor serum pertama yang dilaporkan memiliki relevansi dengan kanker usus besar dan saat ini merupakan satu-satunya penanda molekuler yang direkomendasikan untuk pengujian klinis rutin pada pasien kanker usus besar. Konsentrasi serum CEA dapat diukur sebelum pembedahan untuk memprediksi prognosis pasien dan setelah pembedahan dan pengobatan untuk memantau kekambuhan dan menentukan hasil pengobatan. Selain itu, antigen kanker CA19-9, yaitu CA19-9, antigen kanker 24-2, antigen kanker 50, dan antigen kanker 74-2, juga biasa digunakan secara klinis sebagai penanda tumor serum untuk menentukan prognosis dan menilai efikasi kanker usus besar, serta untuk membantu diagnosis. Namun, spesifisitas dan sensitivitas indikator di atas jauh lebih rendah daripada CEA. Direkomendasikan untuk menggabungkan tes dengan CEA, yang dapat sangat meningkatkan spesifisitas dan sensitivitas.