代謝組學(英語：metabolomics)是在后基因組學時代興起的一門跨領域學科，其主要目標是定量研究生命體對外界刺激、病理生理變化、以及本身基因突變而產生的其體內代謝物水平的多元動態反應。代謝組學誕生于上個世紀末，由英國倫敦帝國大學Jeremy Nicholson教授創立，之后得到迅速發展并滲透到多項領域，比如疾病診斷、醫藥研制開發、營養食品科學、毒理學、環境學，植物學等與人類健康護理密切相關的領域。
代謝組學是對特定細胞過程遺留下的特殊化學指紋的系統研究，更具體地說，是對小分子代謝物組的整體研究。代謝物組定義為在一個生物體內所有的代謝物的集合，而這些代謝物是此生物體基因表達的最終產物。因此，當信使RNA基因的表達數據和蛋白質組學的分析無法描述細胞體內的所有生理活動的時候，對代謝物組的表征是個非常重要的補充，我們可以用它來對細胞的生理活動實現一個瞬時快照。
代謝組學研究主要技術手段有核磁共振(NMR)，質譜(MS)，色譜(HPLC，GC)及色譜質譜聯用技術。而常用的代謝組學研究方法有兩種：一種稱作代謝物指紋分析，是采用液相色譜-質譜聯用的方法;另一種則是代謝輪廓分析，是由研究人員現行假設代謝途徑，再對此進行深入研究。
代謝組學研究在疾病診斷中的應用。疾病導致機體病理生理過程變化，最終引起代謝產物發生相應變化，通過對代謝產物進行分析，并與正常人的代謝產物比較，尋找疾病的生物標記物，是一種較好的疾病診斷方法。
有專家曾表示，利用現今的代謝組學研究技術，代謝產物中我們只研究到其約5%-10%的產物，還有大部分的分子作用無從知曉，但大家都堅信隨著代謝組學研究技術的不斷完善，不久之后在疾病診斷上，將會更為高效、準確，會為疾病治療爭取更多的時間和更準確的疾病診斷。
代謝組學研究技術服務通常有以下幾大類：靶向代謝組學服務、非靶向代謝組學服務、脂質代謝組學服務、代謝組學生物信息學分析服務。現有很多機構專門提供此類代謝組學研究技術服務，為研究人員、大型研究項目提供技術包裹。
