直肠癌的癌胚抗原浓度通常超过60μg/L。癌胚抗原是富含多糖的蛋白复合物，是由早期的消化管和某些组织合成，出生后体内水平较低，正常值小于15μg/L。病人患有直肠癌时癌胚抗原浓度会明显增高，而肠道炎症或胰腺疾病癌胚抗原浓度仅会轻度升高。癌胚抗原水平与直肠癌分期呈正相关，直肠癌分期越严重，则血清癌胚抗原阳性率越高。