肿瘤是由单一变异细胞多次克隆的结果，增长至特定体积的瘤组织，有一较长的发展期。细胞在倍增时，遗传基因不稳定，容易发生变异、突变。一个肿瘤中存在杂合的亚群组，其组织学有多态性，临床特性也多不同。通过观察培养的肿瘤细胞株，也能见到异类细胞的存在。因此单个肿瘤标志物应用的敏感性或特异性偏低，不能满足临床肿瘤诊治的需要。临床实践也表明，肿瘤标志物联合应用可以提高检测的敏感性和特异性。
肿瘤标志物联合应用的基本原则是选用不同性质、互补的、相对敏感的3～4个肿瘤标志物组成标志群。过多的标志浪费人力和财力，也会增加假阳性比例。