Saat ini tidak ada penanda biologis spesifik yang digunakan dalam diagnosis klinis kanker paru-paru.
Penanda tumor dapat memberikan referensi untuk diagnosis dan diagnosis banding kanker paru-paru: prekursor peptida pelepas gastrin (Pro-GRP): dapat menjadi penanda pilihan untuk diagnosis dan diagnosis banding kanker paru-paru sel kecil.
Neurospecific enolase (NSE): untuk diagnosis kanker paru-paru sel kecil dan pemantauan respons pengobatan dan kekambuhan.
Carcinoembryonic antigen (CEA): tes CEA dalam serum terutama digunakan untuk menentukan kekambuhan adenokarsinoma paru, prognosis dan untuk mengamati kemanjuran kanker paru selama pengobatan.
Fragmen sitokeratin 19 (CYFRA21-1): referensi untuk diagnosis, hasil pasca pengobatan dan kekambuhan kanker paru skuamosa.
Antigen karsinoma sel skuamosa (SCC): berharga untuk memantau kemanjuran dan prognosis karsinoma paru skuamosa. Jika peningkatan progresif pada penanda tumor di atas terdeteksi selama masa tindak lanjut, seseorang perlu waspada terhadap kanker paru-paru dini, kekambuhan pasca-operasi dan hasil pengobatan yang buruk. Tes penanda tumor serum spesifik membantu meningkatkan diagnosis diferensial jenis histologis dan memberikan hasil pengamatan yang dapat diukur untuk diagnosis tumor, kekambuhan, prognosis dan pemantauan hasil.