代謝是生物體內所有生化反應的總成，是生命體維持生命的物質基礎，也是研究生命活動的重要基礎。代謝組學是研究生命在內、外環境影響下的內源代謝活動，包括對代謝產物種類、數量及其變化規律的檢測和分析，從而研究集體生命活動發生和發展的本質。與其他組學相比，代謝組學具有多種優勢：
1. 代謝物的種類、數量變化易于檢測;
2、相比于基因組學和蛋白組學，技術手段更為簡單;
3、與基因組學和的蛋白組學相比，代謝物數量少，易于檢測、驗證和分析;
4、代謝水平變化可實時揭示機體生理病理狀態。
代謝組學和其他組學的關系：
代謝組學根據研究目的的不同，可進一步分為非靶向和靶向代謝組學。非靶向代謝組學是對有機體內源性代謝物的全面、系統的分析，是一種無偏向的代謝組學分析，可以發現新的生物標記物。靶向代謝組學是針對特定一類代謝物的研究分析。二者各有優缺點，經常結合使用，用于差異代謝產物的發現和精準定量，對后續代謝分子標志物進行深入的研究和分析，這在食品鑒定、疾病研究、動物模型驗證、生物標志物發現、疾病診斷、藥物研發、藥物篩選、藥物評估、臨床研究、植物代謝研究、微生物代謝研究中發揮重要作用。
非靶向和靶向代謝組學結合使用：
非靶向代謝組學是在背景知識有限的基礎上，對整個生命體代謝組進行的系統、全面的鑒定分析，獲取大量代謝物數據，從中發現差異代謝物。非靶向代謝組學主要包含以下流程：
1. 樣本采集與處理
常見的代謝組學分析樣本包括血漿、尿液、組織、細胞、細胞器等。足夠大的樣本量可以減少樣本個體差異造成的誤差。這些復雜樣本中含有很多其他成分，可能對結果產生干擾，是影響代謝組學研究是否成功的關鍵因素。常用的樣本處理方法包括蛋白質沉淀，差速離心和萃取(固相萃取、液液萃取、超臨界流體萃取、加速溶劑萃取)等。
2. 實驗分析
代謝組學常常需要運用多種分析技術手段來滿足不同的實驗需求。常見的代謝組學分析技術包括核磁共振(NMR)、液相色譜-質譜聯用(LC-MS)、氣相色譜-質譜聯用(GC-MS)、毛細管電泳-質譜聯用(CD-MS)、HILIC--MS等。高分辨質譜技術主要有TOF-MS、FTICR-MS、Orbitrap-MS、Sector-MS等。
