代谢组学(metabonomics/metabolomics)是效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想，对生物体内所有代谢物进行定量分析，并寻找代谢物与生理病理变化的相对关系的研究方式，是系统生物学的组成部分。其研究对象大都是相对分子质量1000以内的小分子物质。
在代谢组学研究中，目前最常用的分析手段是核磁共振技术(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)和质谱技术(Mass Spectrometry, MS)。
核磁共振技术NMR应用于代谢组学的研究主要有以下优点：
(1)生物样品只需要简单的预处理;
(2)无损伤性，不破坏样品的结构和性质;
(3)可在接近生理条件下进行实验。
NMR技术在代谢组学存在较大的瓶颈即灵敏度较差，因此，鉴定到的代谢物数目很有限。
质谱技术具有高选择性和高灵敏度，能够同时检测多种代谢物，应用范围广;且通过质谱技术采集到的MS/MS谱图能够提供代谢物的结构信息，有利于代谢物的结构鉴定。
同时质谱技术可方便地与分离技术(如毛细管电泳(Capillary Electrochrophoresis，CE)、气相色谱(Gas Chromatography，GC)和液相色谱(Liquid Chromatophray, LC))相结合，进一步提高分析复杂样品代谢组的能力。
毛细管电泳分离分辨率较高，耗费的溶剂少，且成本较低，当其跟高灵敏度的质谱检测器联用时，可以得到较低的检测限。生物机体内含有众多极性小分子代谢产物，因此，CE-MS适用于代谢物，尤其是极性代谢物的分离分析中。
GC-MS具有标准的MS/MS谱图库，这极大地方便了代谢物的定性分析。目前国际上常用的包含GC-MS数据的二级谱图库有NIST库和Wiley库等，因此，GC-MS的高灵敏度以及EI谱库的完备性使其成为代谢组学研究中被广泛应用的较为成熟的分析方法。
GC-MS技术主要用于分析对热稳定的小分子代谢物，一般用于测定包括氨基酸、脂肪酸、有机酸、糖、糖胺、糖醛酸等代谢物。但这些代谢物的极性强，挥发性弱，往往不能直接进样分析，因此需要繁琐的衍生化步骤，将其转化为相应的挥发性衍生物后才能适用气相色谱的检测。
LC-MS具有很高的灵敏度和宽动态范围，且分析速度快。LC-MS技术无需对样品进行衍生化处理。LC-MS缺点也很明显，即定性依赖数据库和标品，公共数据库兼容度不高，受限于本地数据库。
