Un antígeno prostático específico (PSA) es una glicoproteína de cadena simple que se encuentra generalmente en el citoplasma de la células epiteliales revistiendo los acinos y los conductos de la glándula prostática. El PSA es una proteasa de serina neutra de 240 aminoácidos que interviene en la lisis de coágulos seminales. El PSA se detecta en suero de hombres con tejido hipertrófico benigno y tejido prostático maligno. El PSA no se detecta en suero de hombres sin tejido prostático (debido a una prostatectomía radical o una cistoprostatectomía) ni en el suero de la mayoría de las mujeres. El hecho de que el PSA sea exclusivo del tejido prostático lo convierte en un marcador adecuado para supervisar hombres con cáncer de próstata. El PSA también es útil para determinar una posible reaparición de la enfermedad tras la terapia cuando se utiliza en conjunción con otros índices de diagnóstico. No se recomienda la medida de niveles de PSA en suero como procedimiento de cribado para el diagnóstico del cáncer, pues también se observan niveles altos de PSA en pacientes con hipertrofia prostática benigna. No obstante, varios estudios sugieren que la medida de PSA en conjunción con un tacto rectal (DRE) digital y ultrasonidos proporciona un método para la detección de cáncer de próstata mejor que solo el DRE.
Los niveles de PSA aumentan en hombres con cáncer de próstata y, tras una prostatectomía radical, estos niveles caen de forma rutinaria hasta el intervalo no detectable. Si el tejido prostático persiste tras la cirugía o se ha producido una metástasis, el PSA parece resultar útil en la detección de la recurrencia residual y temprana del tumor. Por lo tanto, los niveles de PSA en serie pueden contribuir a determinar el éxito de la prostatectomía y la necesidad de un tratamiento ulterior, como pueda ser la radiación, terapia endocrina o quimioterapia, y puede ayudar a supervisar la efectividad de la terapia.