前列腺特異性抗原（PSA,prostatespecificantigen）是一種含有237個氨基酸的單鏈多肽，屬于具有組織特異性的有糜蛋白酶樣作用的絲氨酸蛋白酶族，可以分解精液中的主要膠狀蛋白，有稀釋精液的作用。PSA在正常和癌樣上皮細胞中都可合成。
最初分泌到前列腺腺管的是一種無活性的酶原（proPSA），酶原在氨基端裂解掉7個氨基酸后形成有活性的前列腺特異性抗原。進入血循環的大部分前列腺特異性抗原迅速與蛋白水解酶抑制物結合，主要與α-1抗糜蛋白酶（ACT）和α-2巨球蛋白結合（MG），也有一部分被蛋白水解酶滅活后以游離狀態存在。
PSA具有組織特異性，只存在于人前列腺腺泡及導管上皮細胞胞漿中，不表達于其它細胞。但它并無腫瘤特異性，PSA在大多數有臨床意義的前列腺癌中都會升高，也是其最重要的早期檢測指標。雖然PSA是最常用的檢測前列腺癌的手段，但良性前列腺增生和前列腺炎也會出現PSA陽性的結果，解決該問題的一個方法就是檢測游離前列腺特異性抗原。
研究表明，在前列腺癌患者中，絕大部分PSA為結合狀態，其游離PSA/總PSA的比值低于正常人或良性前列腺增生患者。因此，對總PSA異常升高的男性，檢測游離PSA，通過計算游離PSA與總PSA比值可以提高篩查和診斷前列腺癌的特異性。
血清前列腺特異抗原（PSA）正常值一般10ng/mL，它對早期沒有癥狀的前列腺癌的診斷很有意義。正常情況下，PSA是由前列腺上皮細胞分泌產生的一種絲氨酸蛋白酶，是一種糖蛋白，直接分泌到前列腺導管系統內。正常的前列腺導管系統周圍存在著一種血―上皮之間的屏障，避免了前列腺上皮產生的PSA直接進入血液之中，從而維持了血液中PSA的低濃度。
一般認為，血清PSA小于4.0ng/ml為正常，PSA大于10ng/ml則患前腺癌的危險性增加。當前列腺發生癌時就破壞了血―上皮之間的屏障，而癌分泌的PSA亦多了，致使PSA直接進入血內，癌的惡性程度越高，對于正常前列腺組織破壞越大，血清中PSA越高。
前列腺癌根治術后無瘤狀態的金標準是PSA為零。由于血清中的PSA幾乎全部是由前列腺上皮細胞產生的，前列腺癌根治術切除了全部前列腺組織，如果腫瘤被根治，那么血清中PSA會在1個月內下降為零。前列腺癌術后患者血清中PSA的半衰期為33小時。
據此計算，如果1例患者術前PSA為20ng/ml，術后12天就應該檢測不到PSA；術前若為10ng/ml，則需要10天；術前若為4ng/ml，則需要8天。
前列腺非惡性病變血清PSA升高：前列腺炎癥、前列腺增生、急性尿潴留、前列腺按摩等可使PSA增高，但當致病因素消除后，大約一個月可趨于正常。
直腸指診后血清PSA可增高1倍，膀胱鏡檢查后可增高4倍，前列腺穿剌活檢或經尿道前列腺電切后可增至53～57倍。正常狀態下的射精也可使PSA增高。因此對肛門指診檢查的病人，應在檢查后一周方可進行PSA檢測，前列腺活檢穿剌后至少6周才能做血PSA的檢測。癌癥所造成的PSA升高是持久性的，而且隨著腫瘤的發展而持續不斷的升高。
如何區分良性和惡性的PSA升高：
1、游離態PSA（fPSA）的應用：在前列腺增生和前列腺癌的PSA水平在4～10ng/ml時較大部分重疊，在這個所謂灰色區域難以根據PSA水平來區分前列腺增生和前列腺癌。PSA在血清中可以游離態和結合態的形式存在，游離PSA是指游離在血漿中不被結合那部分PSA，表示為fPSA；血清總PSA以tPSA表示。fPSA濃度在癌癥患者中低于良性增生患者。臨床上就是應用這個差異，從良前列腺增生病人中，將早期前列癌篩檢出來。目前應用fPSA/tPSA比值來輔助鑒別前列腺癌和良性增生獲得廣泛使用。參考值為0.16,即其比值
2、PSA速度：從現在的研究看，人隨著年齡的增加PSA每年增長小于0.75ng/ml，一般不會患有前列腺癌。大于0.75ng/ml則患前列腺癌的危險性增加。
據研究對前列腺癌患者術前PSA增長速度在1年內大于2ng/ml，以及前列腺癌切除或放療后提示復發的患者中，其PSA倍增時間≤3個月與死亡風險增高相關。近有研究結論認為0.75ng/ml?年的PSA速率界值的確對于60歲以下的男性定得過高，將會導致相當一部分前列腺癌漏診。PSA速率高于0.5ng/ml.年的男性患前列腺癌的危險更高，應當密切隨訪。
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