Metabolomika je nova grana u analitičkoj biokemiji koja je povezana s metabolizmom – procesom pretvaranja energije hrane u mehaničku energiju ili toplinu. Nusprodukti metabolizma, poznati kao metaboliti, proizvode se u biološkim uzorcima kao što su urin, slina i krvna plazma. Metabolomika se odnosi na proučavanje profila ovih metabolita proizvedenih u biološkim uzorcima. U slučaju biljne biologije, specifični uzorci tkiva koriste se za profiliranje metabolita. Metabolomika je rasla zajedno s genomikom i proteomikom od sredine 1990-ih kao rezultat projekta Human Genome, projekta usmjerenog na mapiranje sustava ljudskih gena.
Metaboliti kontroliraju procese stanične aktivnosti kao što su stanična signalizacija, prijenos energije i komunikacija od stanice do stanice. Metabolom je skup svih metabolita u stanici u određenom trenutku. Ljudi imaju mnogo vrsta stanica s različitim metabolomima, ali metabolomika se bavi proučavanjem metabolita niske molekularne težine kao što su lipidi, šećeri i aminokiseline. One su također poznate kao male molekule. Genetski poremećaji, bolesti ili poremećaji okoliša mogu se objasniti proučavanjem promjena u metabolomu. Stoga proučavanje metabolita, odnosno metabolomika, može pomoći u dijagnosticiranju bolesti ili proučavanju učinaka tvari za trovanje.
Postoje dva komplementarna pristupa koja se koriste za metabolomska istraživanja: metaboličko profiliranje i metabolički otisak prsta. U metaboličkom profiliranju kvantitativne analitičke metode se koriste za mjerenje metabolita određene klase. U metaboličkom uzimanju otisaka prstiju, otisci prstiju se uspoređuju kako bi se utvrdilo jesu li se metaboliti promijenili zbog bolesti ili izloženosti toksinima. Za ovu vrstu usporedbe mogu se koristiti kromatogrami i statističke metode. To je polukvantitativna metoda koja se zapravo može primijeniti na širok raspon metabolita. Metabolomika se može proučavati kombinacijom metaboličkog profiliranja i otiska prsta.
Istraživači očekuju da metabolomika može pomoći zdravstvu na mnogo načina. Trebao bi biti u stanju proizvoditi sigurnije lijekove i bolje identificirati skupine ljudi za koje je vjerojatno da će imati koristi od lijeka. Metabolomika također može pomoći u dijagnosticiranju bolesti i praćenju različitih zdravstvenih tretmana. Integrirana s proteomikom i genomikom, metabolomika se koristi, na primjer, kako bi se otkrilo zašto su neki ljudi osjetljiviji na oštećenja jetre od određenih lijekova. Očekuje se da će ovo polje dugoročno igrati važnu ulogu u biologiji sustava, a kratkoročno se očekuje da će osigurati biomarkere za proučavanje izloženosti bolesti i toksinima.