前列腺特异性抗原（PSA）是一种含有237个氨基酸的单链多肽，PSA在正常和癌样上皮细胞中都可合成。PSA具有组织特异性，只存在于人前列腺腺泡及导管上皮细胞胞浆中，不表达于其它细胞。但它并无肿瘤特异性，前列腺炎、良性前列腺增生和前列腺癌均可导致总PSA水平（游离PSA加复合PSA）升高。血清PSA正常值一般<4ng/mL，当前列腺癌发生时PSA>10ng/mL，具有辅助临床诊断的显著意义。当前列腺发生癌时就破坏了血—上皮之间的屏障，而癌分泌的PSA亦多了，致使PSA直接进入血内，癌的恶性程度越高，对于正常前列腺组织破坏越大，血清中PSA越高。前列腺癌根治术后无瘤状态的金标准是PSA为零。由于血清中的PSA几乎全部是由前列腺上皮细胞产生的，前列腺癌根治术切除了全部前列腺组织，如果肿瘤被根治，那么血清中PSA会在1个月内下降为零。前列腺癌术后患者血清中PSA的半衰期为33小时。据此计算，如果1例患者术前PSA为20ng/ml，术后12天就应该检测不到PSA；术前若为10ng/ml，则需要10天；术前若为4ng/ml，则需要8天。