甲胎蛋白是篩查和診斷肝癌最具特異性的標誌物，常以其作爲診斷肝癌的重要參考指標。
一般認爲甲胎蛋白大於500微克/升持續4周，或甲胎蛋白在200微克/升以上的中等水平持續8周，可高度懷疑是肝癌。
不過僅靠甲胎蛋白是不能確定的，這時還需通過超聲波進行綜合性檢查才能確診。
除了肝癌外，患有生殖腺胚胎癌(睾丸癌、卯巢癌、畸胎癌等)、胃癌或胰腺癌時，血中甲胎蛋白含量也可升高。
大約50%患有生殖細胞腫瘤的病人，其甲胎蛋白呈陽性;一些其他腸胃管腫瘤如胰腺癌或肺癌及肝硬化等患者亦可出現不同程度的甲胎蛋白偏高;另外，甲胎蛋白大於25微克/升的男性患者還要考慮睾丸癌的可能。
甲胎蛋白還有其他作用，可用來診斷病毒性肝炎、肝硬化、肝內膽管結石，肝衰竭等疾病。
不過這類疾病導致的甲胎蛋白升高，一般不會超過200微克/升，常常患者會先有血清谷丙轉氨酶明顯升高，然後甲胎蛋白呈同步升高關係。
