Các chất chỉ điểm ung thư thường được xét nghiệm trong huyết tương, hiếm khi sử dụng nước tiểu hoặc các dịch khác. Thường sử dụng xét nghiệm miễn dịch nhưng những kỹ thuật khác như xác định hoạt tính enzym cũng đôi khi được sử dụng. Xét nghiệm hóa mô miễn dịch trên mô không cho kết quả định lượng nên không được sử dụng.

Có nhiều kỹ thuật khác nhau được sử dụng trong nhiều xét nghiệm. Trong theo dõi tiến triển bệnh, điều quan trọng là cần xét nghiệm với cùng một kỹ thuật do kết quả từ các xét nghiệm khác nhau thường không thể so sánh được. Ví dụ như có nhiều kít xét nghiệm thương mại khác nhau để định lượng AFP, dựa trên nhiều kỹ thuật khác nhau hay cho thymidine kinase cũng có nhiều xét nghiệm cho cả hoạt tính của enzym và lượng enzym

Nếu cần đánh giá lại chất chỉ điểm khối u, một số phòng thí nghiệm lâm sàng cung cấp một hệ thống cơ chế đặc biệt liên kết các kết quả xét nghiệm của người bệnh với nhau. Điều này đòi hỏi một mã đặc trưng cho từng người bệnh. Tại Mỹ người ta dùng Social Security number và căn cước công dân ở Bahrain.

Các xét nghiệm chất chỉ điểm khối u và cả những xét nghiệm lâm sàng khác thường được nghiên cứu trong các phòng thí nghiệm tại châu Âu. Ở Mỹ, New York là nơi đi đầu trong những nghiên cứu này.