지금까지 나와 있는 폐암에서의 암표지자는 대부분 민감도, 특이도가 그리 높지 않아 암의 진단에 널리 사용되고 있지 못하는 실정입니다. 비소세포폐암에서는 암태아성 항원(carcinoembryonic antigen, CEA), CYFRA 21-1 등이 있는데, 혈청 CEA는 폐암진단 당시 약 50%에서 상승되어 있지만 정상인의 3%, 건강흡연자의 20%, 만성폐쇄성폐질환(COPD) 환자의 50%에서도 상승이 관찰되므로 큰 진단적 의미는 없습니다. 그러나 폐암 환자에서 CEA치가 상승되어 있으면 예후가 불량합니다. 또한 소세포암에서는 상승되는 경우가 적고, 선암에서 가장 흔히 상승됩니다. CEA는 흉수의 악성여부를 판단하는 데 도움이 되는데, 흉수 CEA치가 10 ng/ml 이상이면 악성일 가능성이 매우 높으며, 이러한 경우 흉수의 CEA 값이 혈청치에 비해서 높습니다. CYFRA 21-1은 비소세포폐암의 암표지자로 많이 사용되고 있으나 CEA와 마찬가지로 민감도와 특이도가 만족할 만한 수준은 아닙니다. 소세포폐암의 암표지자로는 혈청 NSE (neuron specific enolase)가 사용되고 있으나 민감도가 그리 높지는 않습니다.
이상과 같은 암표지자는 진단에는 크게 도움을 주지는 못하지만, 종양이 호전되면 그 값이 저하하고 악화되면 상승하므로 치료효과를 판정하거나 재발여부를 판정하는데 이용되기도 합니다.