Показатели анализа крови на рак легких в основном относятся к исследованию опухолевых маркеров. Не существует надежного сывороточного опухолевого маркера с высокой специфичностью для диагностики рака легкого. Опухолевые маркеры, используемые в настоящее время для диагностики немелкоклеточного рака легких, включают тканевый пептидный антиген, карциноэмбриональный антиген, антиген сквамозной карциномы, цитокератиназу и др. Опухолевые маркеры, используемые для диагностики мелкоклеточного рака легких, включают нейроспецифическую энолазу, пептид белладонны, изофермент фосфокреатинкиназы, гастрин и др. Однако эти показатели являются неопухолеспецифическими противовоспалительными и могут быть использованы только в качестве референсных показателей для наблюдения за изменениями в течении заболевания. Иногда для повышения специфичности и чувствительности диагностики рака легкого требуется комбинация тестов.