Metabolomik adalah cabang baru dalam biokimia analitik yang berhubungan dengan metabolisme — proses mengubah energi makanan menjadi energi mekanik atau panas. Produk sampingan metabolisme, yang dikenal sebagai metabolit, diproduksi dalam sampel biologis seperti urin, air liur, dan plasma darah. Metabolomik mengacu pada studi profil metabolit ini seperti yang diproduksi dalam sampel biologis. Dalam kasus biologi tanaman, sampel jaringan tertentu digunakan untuk profil metabolit. Metabolomik tumbuh bersama dengan genomik dan proteomik dari pertengahan 1990-an sebagai hasil dari Proyek Genom Manusia, sebuah proyek yang bertujuan untuk memetakan sistem gen manusia.
Proses aktivitas sel seperti pensinyalan sel, transfer energi, dan komunikasi sel-ke-sel dikendalikan oleh metabolit. Metabolom adalah kumpulan semua metabolit dalam sel pada titik waktu tertentu. Manusia memiliki banyak jenis sel dengan metabolisme yang berbeda, tetapi metabolomik berkaitan dengan studi tentang metabolit dengan berat molekul rendah seperti lipid, gula, dan asam amino. Ini juga dikenal sebagai molekul kecil. Kelainan genetik, penyakit atau kelainan lingkungan dapat dijelaskan dengan mempelajari perubahan metabolom. Oleh karena itu studi tentang metabolit, yaitu metabolomik, dapat membantu untuk mendiagnosis penyakit atau mempelajari efek dari suatu zat keracunan.
Ada dua pendekatan komplementer yang digunakan untuk investigasi metabolomik: profil metabolik dan sidik jari metabolik. Dalam profil metabolik, metode analitik kuantitatif digunakan untuk mengukur metabolit dari kelas tertentu. Dalam sidik jari metabolik, sidik jari dibandingkan untuk menentukan apakah metabolit telah berubah karena penyakit atau paparan racun. Untuk membuat perbandingan semacam ini, kromatogram dan metode statistik dapat digunakan. Ini adalah metode semi-kuantitatif yang sebenarnya dapat diterapkan pada berbagai macam metabolit. Metabolomik dapat dipelajari dengan kombinasi profil metabolik dan sidik jari.
Para peneliti berharap bahwa metabolomik dapat membantu perawatan kesehatan dalam banyak cara. Itu harus mampu menghasilkan obat yang lebih aman dan lebih baik mengidentifikasi kelompok orang yang mungkin mendapat manfaat dari obat. Metabolomik juga dapat membantu mendiagnosis penyakit dan memantau berbagai perawatan kesehatan. Terintegrasi dengan proteomik dan genomik, metabolomik digunakan, misalnya, untuk mencari tahu mengapa beberapa orang lebih rentan terhadap kerusakan hati akibat obat-obatan tertentu. Bidang ini diharapkan memainkan peran penting dalam sistem biologi dalam jangka panjang dan dalam jangka pendek, diharapkan dapat menyediakan biomarker untuk mempelajari paparan penyakit dan toksin.