医生和患者都希望能够通过一项简单的血液检查就能知道患者将来是否可能患大肠癌或者已经患有大肠癌，遗憾的是并不像其他疾病，仍没有找到一项诊断大肠癌的可靠的血液指标。目前可以应用的最接近的检查指标是癌胚抗原（CEA）。
CEA是正常胃肠粘膜分泌的一种蛋白质，其水平的升高与大肠癌相关。尽管CEA主要由结直肠分泌，但其他脏器同样有分泌CEA，因此AFP水平的升高并不一定代表大肠癌的发生，例如乳腺癌、胰腺癌、胃癌、膀胱癌、前列腺癌及肺癌同样能引起CEA的升高，肝硬化患者由于肝脏对CEA的分解减少，同样可导致体内CEA水平的升高，此外，长期吸烟亦可使人体内CEA升高，20世纪70年代的研究显示应用AFP进行结直肠癌的筛查时，由于存在许多假阳性结果而导致不必要的有创的检查，因此CEA没能成为结直肠癌的筛查指标。
目前CEA主要用于结直肠癌患者术后的随访。在一些患者中，肿瘤复发时首先表现为CEA水平的升高。一旦CEA水平升高，可以通过其他的检查，如CT、正电子核素扫描（PET）及结肠镜来寻找复发的肿瘤。CEA作为术后监测的一部分，能比单纯的体格检查提前约5-6个月发现肿瘤的复发。
还有一些最近发展起来的循环肿瘤DNA、粪便DNA甲基化等，初步的临床研究具有一定的价值，目前正在进行大样本的临床研究，以确定其价值。
