PSA  یک آنزیم سرین پروتئاز با فعالیت شبه کیموتریپسینی است. این پروتئین یک گلیکوپروتئین تک زنجیره­ ای است که وزن مولکولی آن kDA 4/28 است. به دلیل اینکه این آنتی ­ژن طبیعی تنها در پروستات یافت شده و در هیچ بافت نرمال یا بدخیمی یافت نمی ­شود، آن را PSA نامیدند. PSA در پروستات خوش خیم، بدخیم و سرطان متاستاتیک پروستات یافت می­ شود. به دلیل اینکه سرطان پروستات دومین عامل بدخیمی در مردان می­ باشد، افزایش مقدار PSA نقش مهمی در تشخیص اولیه بیماری دارد. ثابت شده است که میزان PSA سرم به خاطر حساسیت بیشتر، ابزار مفیدتری در تشخیص و مدیریت بیماران نسبت به اسید فسفاتاز پروستاتی (PAP) می ­باشد.

در این روش، در ابتدا کالیبراتور PSA، نمونه بیمار یا کنترل به چاهک های پوشیده با استرپتواویدین اضافه می­ شود. آنتی­ بادی ­های نشان­دار با آنزیم و مونوکلونال بیوتینه (در مقابل اپی توپ­ های مشخص و متفاوت PSA) اضافه شده و واکنش­ دهنده ها مخلوط می­ شوند. واکنش بین آنتی­ بادی­ های گوناگون ضد PSA و آنتی ژن PSA اصلی یک کمپلکس ساندویچی تشکیل داده که به استرپتواویدین پوشیده بر روی چاهک ها متصل می­ شود. بعد از کامل شدن دوره انکوباسیون مورد نیاز، کنژوگه آنتی­ بادی PSA – آنزیم باند شده از کنژوگه آنتی­ بادی PSA – آنزیم باند نشده به وسیله آسپیراسیون جدا می ­شود. فعالیت آنزیم موجود در سطح چاهک به وسیله واکنش با سوبسترای مناسب و تولید رنگ سنجش می­ شود. با استفاده از چندین استاندارد با غلظت PSA معلوم، یک منحنی دوز-پاسخ ترسیم می­ شود که به کمک این منحنی دوز- پاسخ، فعالیت نمونه مجهول متناسب با غلظت PSA سنجیده می­ شود.