肝癌的肿瘤标志物主要有甲胎蛋白（AFP）、异常凝血酶原（PIVKA-Ⅱ）、α-L-岩藻糖苷酶（AFU）等。其中甲胎蛋白是较为常用的肝癌肿瘤标志物，大约70%的肝癌患者血清中甲胎蛋白会升高，一般超过400μg/L持续4周以上，或200~400μg/L持续8周以上，结合影像学检查等有助于肝癌的诊断。
甲胎蛋白：
甲胎蛋白是一种糖蛋白，主要由胎儿肝细胞及卵黄囊合成。在成人，甲胎蛋白主要存在于血清中，当肝细胞发生癌变时，又能重新恢复产生这种蛋白质的功能，所以甲胎蛋白对肝癌的诊断有一定的提示作用。但需要注意的是，甲胎蛋白升高不一定就是肝癌，像孕妇、急慢性肝炎患者等也可能出现甲胎蛋白一过性升高。
异常凝血酶原：
异常凝血酶原在肝癌患者中的阳性率较高。它是一种与维生素K缺乏或拮抗剂相关的凝血因子前体，肝癌细胞能合成异常凝血酶原。检测异常凝血酶原对于肝癌的诊断、鉴别诊断以及病情监测有一定价值，尤其是对一些甲胎蛋白阴性的肝癌患者有辅助诊断意义。
α-L-岩藻糖苷酶：
α-L-岩藻糖苷酶是一种溶酶体酸性水解酶，它在肝癌患者血清中活性往往升高。在原发性肝癌患者中，α-L-岩藻糖苷酶的阳性率可达70%~80%，而且其活性变化与肝癌的病情变化相关，治疗有效时，α-L-岩藻糖苷酶活性可下降，复发时又可升高，所以它可作为肝癌诊断和病情监测的指标之一。此外，还有其他一些肿瘤标志物，比如高尔基体蛋白73（GP73）等也与肝癌的发生发展有一定关联，但临床应用相对不如前面几种广泛。不过，肿瘤标志物只是辅助诊断肝癌的手段，最终确诊还需要结合临床表现、影像学检查等综合判断。