Специфические вещества, обнаруживаемые в крови или моче больных раком. Используются в комплексной диагностике онкологических заболеваний и для наблюдения за пациентами, перенесшими операцию или проходящими, например, химиотерапию по поводу рака. Наиболее часто используется определение таких онкомаркеров, как PSA (рак предстательной железы),  ракового эмбрионального антигена (рак прямой кишки), СА 125 (рак яичников), альфа-фетопротеина (рак печени и органов желудочно-кишечного тракта), СА 15-3 (рак молочной железы). Следует отметить, что при использовании онкомаркеров для динамического наблюдения за больным, анализы должны выполняться в одной и той же лаборатории и основную диагностическую ценность имеет не столько абсолютное значение, сколько динамика уровня онкомаркера.