結直腸癌的早期篩查及預防可以降低發病率，相關分子標志物的檢測是對結直腸癌篩查的有效補充。各種生長因子例如胰島素樣生長因子，刺激腫瘤生長并作為結腸粘膜的促有絲分裂劑發揮作用。胰島素樣生長因子結合蛋白2（IGFBP2）具有調節細胞增殖、分化和凋亡，參與血管重構以及增強腫瘤侵襲性的作用。IGFBP2已被建議作為監測結直腸癌患者的診斷參數，另外結直腸癌發生過程中其過量可抑制細胞增殖來減少腫瘤生長。丙酮酸激酶M2（PKM2）是參與能量代謝的丙酮酸激酶（PK）的一種亞型，存在于正常細胞和癌細胞中。尾型同源盒轉錄因子2（CDX2）是一種同源盒蛋白，在胚胎形成和腸的分化中起關鍵作用。CDX2是CRC中的一種腫瘤抑制基因，在CRC病例中表達缺失。A33抗原（GPA33）是免疫球蛋白超家族的I型跨膜糖蛋白，在95%的結腸腫瘤中表達。鈣黏蛋白17（CDH17）以同種親和性的方式優先結合同種抗原來連接細胞，是診斷原發性和轉移性結直腸癌的一種有效的免疫組織化學標記物。細胞角蛋白是位于細胞質細胞骨架中的中間成絲蛋白。大多數結直腸癌呈細胞角蛋白7（CK7）陰性、細胞角蛋白20（CK20）陽性，因此它們是較好的CRC生物標志物組合。細胞角蛋白15（CK15）參與維持細胞質的穩定性，在結直腸癌組織中高度表達。

已有一些蛋白被鑒定可用作結直腸癌標志物（見表1）