神经元特异性烯醇化酶是神经元和神经内分泌细胞特有的酶，一般提示有神经损伤时这个酶会增高。神经元烯醇化酶可以作为评价神经细胞损伤严重程度，以及判断预后的敏感指标。
神经元烯醇化酶在各种神经损伤中，比如脑出血、脑梗死、脑缺氧、感染、重度营养不良都可以出现明显的增高。另外，神经元烯醇化酶在神经内分泌细胞中含量较高，因此可以被用于小细胞肺癌的诊断和预后的评价。在其它类型的肿瘤中也可以增高，比如神经细胞瘤时明显增高，嗜铬细胞瘤、胰岛素细胞瘤、甲状腺髓样癌、黑色素瘤、视网膜细胞瘤等等，神经元烯醇化酶都可以增高。