代謝組學(xué)是繼基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)之后新近發(fā)展起來的一門學(xué)科，是系統(tǒng)生物學(xué)的重要組成部分。

基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)分別從和蛋白質(zhì)層面探尋生命的活動，而實際上細(xì)胞內(nèi)許多生命活動是與代謝物相關(guān)的，如細(xì)胞信號（cell signaling），能量傳遞等都是受代謝物調(diào)控的。代謝組學(xué)正是研究代謝組（metabolome）——在某一時刻細(xì)胞內(nèi)所有代謝物的集合——的一門學(xué)科。基因與蛋白質(zhì)的表達緊密相連，而代謝物則更多地反映了細(xì)胞所處的環(huán)境，這又與細(xì)胞的營養(yǎng)狀態(tài)，藥物和環(huán)境污染物的作用，以及其它外界因素的影響密切相關(guān)。因此有人認(rèn)為，基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)能夠說明可能發(fā)生的事件，而代謝組學(xué)則反映確實已經(jīng)發(fā)生了的事情。 新陳代謝網(wǎng)絡(luò)是十分復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，特別是人體的代謝網(wǎng)絡(luò)，一直被認(rèn)為是最復(fù)雜的代謝網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在多數(shù)信號通路的研究都是集中在代謝網(wǎng)絡(luò)的一個很小的領(lǐng)域。基因組學(xué)、蛋白組學(xué)研究已經(jīng)揭示了部分調(diào)節(jié)通路，但是和代謝網(wǎng)絡(luò)直接相關(guān)的是代謝產(chǎn)物。代謝組學(xué)主要研究的是作為各種代謝路徑的底物和產(chǎn)物的小分子代謝物（MW<1000）。其樣品主要是尿液，血漿或血清，唾液，以及細(xì)胞和組織的提取液。主要技術(shù)手段是核磁共振（NMR ），液-質(zhì)聯(lián)用（LC-MS），氣-質(zhì)聯(lián)用（GC-MS），色譜（HPLC，GC）等。通過檢測一系列樣品的譜圖，再結(jié)合化學(xué)模式識別方法，可以判斷出生物體的病理生理狀態(tài)，基因的功能，藥物的毒性和藥效等，并有可能找出與之相關(guān)的生物標(biāo)志物（biomarker）。