代謝組學(Metabonomics / Metabolomics)是繼基因組學和蛋白質組學之后新近發展起來的一門學科，是系統生物學的重要組成部分，已經應用到了諸如動物、植物、微生物的機理研究中，著重探索、發現與疾病、醫藥、功能相關的生物標志物(Biomarker)。生物標志物是指“一種可客觀檢測和評價的特性，可作為正常生物學過程、病理過程或治療干預藥理學反應的指示因子”，尋找和發現有價值的生物標志物已經成為當前生物、醫藥領域的研究熱點。然而，生物標志物的發現，是一場砂礫淘金、去偽存真的艱難征程，面臨諸多挑戰。

相比于基因組學和蛋白組學，代謝組學難度急劇增加。原因有：

1. 目標物范圍更廣：基因/轉錄組只需測4種核苷酸排列，蛋白組測20種氨基酸排列，代謝組則包含各類小分子代謝物，要進行結構鑒定可比大海撈針；

2. 需要交叉專業知識：如將代謝組學應用在生物研究中，需要分析化學背景進行分離檢測，這些數據的正確解析和可視化需要有統計分析的基礎；最后需要了解生物學知識以詮釋數據背后的生物學意義；

3. 軟硬件要求高：使用的分析體系大都屬于高端儀器及其配套軟件，比如色-質譜聯用系統里色譜可選GC-MS，LC-MS，CE-MS，質譜根據靶向、非靶向可選QQQ，Q-TOF，IT-TOF等；海量數據采集完畢還需要專業、多功能數據分析平臺解讀數據，最后還要對潛在生物標志物進行結構鑒定，因此代謝組學每一步都是準入高，難度大！