CEA es un antígeno asociado a tumores no específico de órgano. La mayoría de los tumores que secretan CEA se encuentran en órganos huecos, como el tracto gastrointestinal, el tracto respiratorio, el tracto urinario, etc. En circunstancias normales, el CEA se metaboliza a través del tracto gastrointestinal, pero el CEA en estado tumoral ingresa a la circulación sanguínea y linfática, lo que provoca un aumento anormal del CEA sérico, lo que provoca un aumento del CEA sérico en todos los pacientes con tumores mencionados anteriormente. Clínicamente, cuando el CEA es superior a 60 μg/l, se puede observar en cáncer de colon, cáncer de recto, cáncer gástrico y cáncer de pulmón. Los valores elevados de CEA indican enfermedad residual o progresiva. Por ejemplo, en el cáncer de pulmón, cáncer de mama, cáncer de vejiga y cáncer de ovario, los niveles séricos de CEA aumentarán significativamente y la mayoría de ellos mostrarán infiltración tumoral, de los cuales alrededor del 70% son cánceres metastásicos. En general, los niveles de CEA vuelven a la normalidad 6 semanas después de la resección quirúrgica; de lo contrario, indica que hay tumor residual. Si la concentración de CEA continúa aumentando, o su valor es 5-6 veces mayor que el valor normal, indica un mal pronóstico. El seguimiento continuo y la detección cuantitativa de los niveles séricos de CEA son más significativos para juzgar el estado de los tumores.
Se ha informado que existe CEA heterogéneo en pacientes con neoplasias malignas gastrointestinales. Después de la electroforesis por enfoque isoeléctrico, se pueden mostrar de 8 a 12 picos de CEA, tres de los cuales se sabe que son picos específicos del cáncer, llamados CEA-S, y el resto puede pertenecer a grupos de antígenos de reacción cruzada del colon normal u otros productos en exceso en el proceso de carcinogénesis.
Además de en la sangre, la cuantificación de CEA en otros fluidos biológicos, como el jugo pancreático y la bilis, también puede utilizarse para diagnosticar el cáncer de páncreas o el colangiocarcinoma. La cuantificación CEA del exudado seroso se puede utilizar como medio auxiliar para el examen citológico. El CEA urinario cuantitativo se puede utilizar como referencia para juzgar el pronóstico del cáncer de vejiga. La combinación cuantitativa de CEA sérico y calcitonina tiroidea facilita el diagnóstico y la estimación de la recurrencia del carcinoma medular de tiroides.