代謝組學(metabonomics/metabolomics)是效仿基因組學和蛋白質組學的研究思想，對生物體內所有代謝物進行定量分析，并尋找代謝物與生理病理變化的相對關系的研究方式，是系統生物學的組成部分。其研究對象大都是相對分子質量1000以內的小分子物質。
在代謝組學研究中，目前最常用的分析手段是核磁共振技術(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)和質譜技術(Mass Spectrometry, MS)。
核磁共振技術NMR應用于代謝組學的研究主要有以下優點：
(1)生物樣品只需要簡單的預處理;
(2)無損傷性，不破壞樣品的結構和性質;
(3)可在接近生理條件下進行實驗。
NMR技術在代謝組學存在較大的瓶頸即靈敏度較差，因此，鑒定到的代謝物數目很有限。
質譜技術具有高選擇性和高靈敏度，能夠同時檢測多種代謝物，應用范圍廣;且通過質譜技術采集到的MS/MS譜圖能夠提供代謝物的結構信息，有利于代謝物的結構鑒定。
同時質譜技術可方便地與分離技術(如毛細管電泳(Capillary Electrochrophoresis，CE)、氣相色譜(Gas Chromatography，GC)和液相色譜(Liquid Chromatophray, LC))相結合，進一步提高分析復雜樣品代謝組的能力。
毛細管電泳分離分辨率較高，耗費的溶劑少，且成本較低，當其跟高靈敏度的質譜檢測器聯用時，可以得到較低的檢測限。生物機體內含有眾多極性小分子代謝產物，因此，CE-MS適用于代謝物，尤其是極性代謝物的分離分析中。
GC-MS具有標準的MS/MS譜圖庫，這極大地方便了代謝物的定性分析。目前國際上常用的包含GC-MS數據的二級譜圖庫有NIST庫和Wiley庫等，因此，GC-MS的高靈敏度以及EI譜庫的完備性使其成為代謝組學研究中被廣泛應用的較為成熟的分析方法。
GC-MS技術主要用于分析對熱穩定的小分子代謝物，一般用于測定包括氨基酸、脂肪酸、有機酸、糖、糖胺、糖醛酸等代謝物。但這些代謝物的極性強，揮發性弱，往往不能直接進樣分析，因此需要繁瑣的衍生化步驟，將其轉化為相應的揮發性衍生物后才能適用氣相色譜的檢測。
LC-MS具有很高的靈敏度和寬動態范圍，且分析速度快。LC-MS技術無需對樣品進行衍生化處理。LC-MS缺點也很明顯，即定性依賴數據庫和標品，公共數據庫兼容度不高，受限于本地數據庫。
