L'alfa-fetoproteina (AFP) è una glicoproteina di 70 kDa sintetizzata dal sacco vitellino e dal fegato fetale, che rappresenta la principale proteina sierica del feto (analoga all'albumina nell'adulto). Dopo la nascita i livelli diminuiscono rapidamente e nell'adulto sono normalmente inferiori a 10-15 ng/mL. Il dosaggio si esegue su siero con immunoassay (chemiluminescenza, ECLIA). L'AFP è utilizzata come marcatore tumorale in due contesti principali. Nell'epatocarcinoma (HCC) l'AFP è elevata nel 60-70% dei casi: la sorveglianza semestrale con ecografia e AFP è raccomandata nei pazienti con cirrosi epatica per la diagnosi precoce. Livelli superiori a 400 ng/mL in un paziente cirrotico con lesione epatica alla diagnostica per immagini sono altamente suggestivi di HCC. Nei tumori germinali non seminomatosi (carcinoma embrionario, tumore del sacco vitellino, teratocarcinoma) l'AFP è elevata e serve per la diagnosi, la stadiazione e il monitoraggio della risposta terapeutica; i seminomi puri non producono AFP e un'elevazione in un presunto seminoma impone la revisione istologica. L'AFP è elevata fisiologicamente in gravidanza (prodotta dal fegato fetale); nello screening prenatale valori anomali di AFP materna orientano verso difetti del tubo neurale (AFP elevata) o sindrome di Down (AFP ridotta). Cause non neoplastiche di aumento nell'adulto comprendono epatiti acute e croniche, cirrosi in fase di rigenerazione e gravidanza.