神经元特异性烯醇化酶是一种神经内分泌组织起源的肿瘤分泌的酶，特别是在小细胞肺癌中有过量的表达，可以导致血清中的神经元特异性烯醇化酶明显升高。
研究表明，这种酶在临床上有应用价值的分子标记物，可以作为肿瘤标记物的一种，主要是对肺癌和小儿神经母细胞瘤进行监测，可以监测肿瘤的病情、治疗反应和预报肿瘤的复发。血清中的这种酶增高，还可以见于其他少见的肿瘤，如非小细胞肺癌、嗜铬细胞瘤、黑色素瘤、甲状腺髓样癌等等，如果血清中这种酶明显升高，应该注意筛查肿瘤。