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代谢物组学（英语：metabolomics）是涉及代谢产物的化学过程的科学研究。具体而言，代谢物组学是“对特定的细胞过程遗留下的特殊化学指纹的系统研究 <ref>[https://www.sohu.com/a/292068539_100295124 代谢组学研究问题大汇总（上篇）]，搜狐，2019-01-29</ref> ”，对它们的小分子代谢产物的整体研究。代谢物组(Metabolome)定义为在一个生物细胞，组织，器官或生物体中所有的代谢产物的集合，而这些代谢物是此生物体基因表达的最终产物。因此，当信使RNA基因表达的数据和蛋白质组学的分析无法描述细胞体内的所有生理活动的时候，对代谢分析可以获得该细胞生理学的一个瞬时快照。系统生物学和功能基因组学的挑战之一是整合蛋白质组学的，转录组学的和代谢物组学的信息以更好地理解细胞生物学。

代谢物组学诞生于上个世纪末，由英国伦敦帝国大学的教授Jeremy Nicholson教授创立，之后得到迅速发展并渗透到多项领域，比如疾病诊断、医药研制开发 <ref>[https://www.sohu.com/a/168161492_499067 行业百科系列之医药篇——医药研发环节解密]，搜狐，2017-08-29</ref> 、营养食品科学、毒理学、环境学，植物学等与人类健康护理密切相关的领域。