1956年發現原發性肝癌患者與胎兒血清中有一種共同的特殊成分――甲種胎兒球蛋白(AFP)，簡稱“甲胎蛋白”。AFP與丙種球蛋白、前蛋白一樣，是一種衡量肝臟腫瘤免疫功能強弱的糖蛋白，正常人血清中有極微量的AFP存在。
AFP是胚胎期肝細胞和卵巢黃囊產生的一種蛋白，出生後一週即消失，當肝細胞癌變後又獲得合成此蛋白的能力(稱返祖現象)。肝細胞大量新生時也產生。對胎兒期AFP所起的作用至今不太清楚，可能主要在於維持正常妊娠，並保持胚胎不受母體排斥。
1970年以前主要用雙向瓊脂擴散法檢測AFP，其陽性率較低(靈敏度不夠)，但診斷原發性肝癌的特異性較高。1971年以後敏感的檢測方法不斷開展，其陽性率顯著提高。目前常用酶標法、酶標電泳法、放射免疫法檢測。放射免疫測定法正常值<20ug/L。
臨床資料表明，慢性肝炎有40％左右AFP升高，肝硬化約60％AFP升高，肝癌病人95％以上AFP升高。說明隨著肝病嚴重程度的增加，AFP升高的比例也大幅度增高。
AFP是診斷原發性肝癌的特異性腫瘤標誌物，具有確立診斷、早期診斷、鑑別診斷的作用。它是早期診斷原發性肝癌最靈敏、最特異的指標，作為癌症的指標，準確率還無一能超過AFP的。原發性肝癌患者血清中AFP升高可達正常人的數十倍乃至數萬倍。除AFP陰性肝癌外，若AFP小於20ug/L，原發性肝癌基本可排除;100～300ug/L之間者必須進行隨訪，密切觀察AFP的動態變化，注意可能存在的小肝癌;AFP大於400ug/L或持續4周大於200ug/L，肝癌的可能性很大，要進一步進行CT等影像學檢查。動態觀察AFP的含量，可在症狀出現前8個月或更早發現肝癌，並可與其它假陽性病例相鑑別。對肝癌患者進行AFP動態或定期檢查，有助於瞭解病情的發展。AFP的高低可以反映腫瘤的大小，含量上升提示病情惡化。通常肝癌手術切除後AFP下降(應降至20ug/L以下)，如若降的不多，則提示切除不徹底;如果腫瘤縮小而AFP上升，說明腫瘤轉移或播散。腫瘤切除後AFP降至20ug/L以下者，預後明顯優於未降至正常者。
膽管細胞癌、高分化和低分化肝細胞癌及腫瘤壞死液化者AFP可呈陰性，因高分化的肝癌細胞很少產生或不產生AFP，分化很差的肝癌細胞也不產生AFP，主要是中度分化的肝癌細胞合成AFP。肝轉移癌極少增高。而許多非癌症性肝病AFP卻升高。就是說，AFP低不一定沒癌變, AFP高也不一定有癌變。
非癌症性肝病時AFP含量大多在500ug/L以下，且為一過性。一般病毒性肝炎AFP升高者約10％左右，炎症活動明顯的慢性肝炎有20％～40％的人AFP升高，從暴發性肝炎恢復的患者85％AFP升高，並提示AFP升高的範圍有預後意義。對於AFP低水平升高的肝病患者，特別是50～400ug/L者，應進行多項動態檢測以與肝癌鑑別。一般急性肝病隨病情好轉AFP含量下降或正常，肝硬化呈下降或持續低水平，肝癌則逐漸上升。部分肝硬化病人AFP長期達到上千，但多年都沒有肝癌的跡象。 慢性肝炎和肝硬化病例AFP消長與ALT(血清丙氨酸轉氨酶)呈同步關係，多數在 l～2個月內隨病情好轉而下降。
另外，在先天性疾病的診斷中，檢測羊水中AFP含量的意義已引起關注，無腦兒羊水中AFP含量顯著升高。先天性腎病及脊柱裂、腦積水、十二脂腸和食道閉鎖、腎變性、胎兒宮內窒息、先兆流產和雙胎等也有類似報道。因此，檢測羊水中AFP含量，有助於某些先天性疾病的出生前診斷。
血清AFP升高，還見於畸胎瘤、睪丸和卵巢腫瘤等。
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