La ricerca dei marcatori tumorali, ovvero i prodotti chimici a volte presenti nel sangue delle persone con un tumore, può essere utile nella diagnosi e nel monitoraggio del decorso della malattia. Alti livelli di alfa-fetoproteina (AFP) nel sangue possono essere riscontrati in molti casi di HCC e colangiocarcinoma intraepatico. Il colangiocarcinoma può essere rilevato anche grazie a questi marker tumorali: l'antigene carboidrato 19-9 (CA 19-9), l'antigene carcino-embrionale (CEA) e l'antigene de cancro 125 (CA125). Questi marcatori tumorali si trovano nei tumori primari del fegato, così come in altri tumori e in alcune altre condizioni mediche.