PSA具有組織特異性，只存在于人體前列腺腺泡以及導管上皮細胞胞漿中，但并無腫瘤特異性。前列腺炎、良性前列腺增生和前列腺癌均可導致總PSA升高，前列腺特異抗原通常小于4ng/ml。當發生前列腺癌時，通常PSA大于10ng/ml，具有顯著的輔助臨床診斷的意義。血清PSA是前列腺癌的特異性標志物，對早期沒有癥狀的前列腺癌的診斷有較大的意義，前列腺癌根治術后無瘤狀態的金標準是PSA為0ng/ml。 血清中PSA幾乎全部是由前列腺上皮細胞產生，前列腺癌根治術需切除全部前列腺組織，如果腫瘤被根治，血清中PSA在6周內會下降為0ng/ml。如果6周后PSA未達到根治水平，說明可能存在腫瘤殘留、微轉移灶或盆腔病灶等，往往需要挽救性的放療或內分泌治療。術后PSA與檢測技術以及設備有關，通常血清PSA低于0.1-0.2ng/ml。即使術后PSA測不到，仍然需要定期復查，才能盡早發現復發的腫瘤，為下一步治療爭取時間。