So với những xét nghiệm khác, các chất chỉ điểm khối u có một số đặc điểm làm ảnh hưởng đến khả năng sử dụng của chúng: 

• Độ nhạy không cao gây âm tính giả, ví dụ: kết quả xét nghiệm là âm tính nhưng vẫn có ung thư hoặc bệnh lý khác.
• Độ đặc hiệu không cao, gây dương tính giả, ví dụ: không có ung thư nhưng xét nghiệm cho kết quả ngược lại gây ra thực hiện các xét nghiệm và lo lắng không cần thiết.

So với những xét nghiệm khác, giá trị ước lượng (có thể là âm tính hoặc dương tính thật), phụ thuộc mạnh vào xác suất trước xét nghiệm. Giá trị ước lượng có thể tăng nếu hai hoặc nhiều xét nghiệm được thực hiện đồng thời và có giá trị ước lượng tương đương nhau.

Việc kết hợp nhiều xét nghiệm sẽ cho kết quả chính xác hơn ví dụ:

• Đại trực tràng: M2-PK; nếu M2-PK không có sẵn, có thể xét nghiệm CEA, CA 19-9, CA 125
• Ung thư vú:  CEA, CA 15-3, Cyfra 21-1
• Buồng trứng: CEA, CA 19-9, CA 125, AFP, BHCG
• Tử cung: CEA, CA 19-9, CA 125, Cyfra 21-1, SCC
• Tiền liệt tuyến: PSA, FPSA và tỷ lệ
• Tinh hoàn: AFP, BHCG
• Tụy/dạ dày: CEA, CA 19-9, CA 72-4
• Gan: CEA, AFP
• Thực quản: CEA, Cyfra 21-1
• Tuyến giáp: CEA, NSE
• Phổi: CEA, CA 19-9, CA 125, NSE, Cyfra 21-1 (độ nhạy  95 phần trăm cho Cyfra 21-1 là 79 phần trăm, trong khi SCC và CEA là 41 và 31 phần trăm)[18]
• Bàng quang: CEA, Cyfra 21-1, TPA