甲胎蛋白升高诊断肝癌的标准是甲胎蛋白≥400ng/mL，另外排除慢性或活动性肝炎、肝硬化、睾丸或卵巢胚胎源性肿瘤及妊娠等，高度怀疑肝癌。对于手术治疗的患者来说，大部分患者的甲胎蛋白会在术后两个月内恢复正常。如果甲胎蛋白下降速度过慢，则要考虑手术是否失败。
约30%的肝癌患者甲胎蛋白水平正常，诊断肝癌时应检测甲胎蛋白异质体、异常凝血酶原等。活动性肝炎、部分生殖系统肿瘤、胃肠道肿瘤、妊娠等情况，也可能会引起甲胎蛋白增高。