Un nivel alto de alfa feto proteína puede indicar un defecto en el cerebro o médula espinal. Ejemplos de esto son espina bífida (la columna no se cierra normalmente) o anencefalia (el cerebro está ausente o incompleto). También puede indicar una falla en el abdomen o defecto en el esófago. Un valor bajo puede indicar Síndrome de Down. Otras posibles causas de niveles anormales incluyen, una fecha incorrecta de última menstruación, embarazo múltiple, aborto, separación de la placenta del útero, bebé más pequeño de lo normal. De cada 1000 mujeres que se hacen la prueba, aproximadamente 50 tienen pruebas anormales. De estas 50 solo una o dos con alfa feto proteína alta tienen bebés anormales. La prueba identifica 90% de bebes con anencefalia y 75% con espina bífida.