A metabolômica é o estudo científico das pequenas moléculas, os metabólitos, produzidos nos processos bioquímicos, por meio da qual busca-se identificar e quantificar os metabólitos presentes em células, fluídos biológicos, tecidos ou microrganismos. É uma disciplina relativamente recente, que integra o grupo das disciplinas “ômicas”, como por exemplo: genômica, transcriptômica, proteômica e metabolômica.
Os experimentos metabolômicos podem ser divididos em duas categorias: análises quantitativas ou análises qualitativas. A análise quantitativa, ou análise direcionada (targeted), visa moléculas alvos conhecidas; a análise qualitativa, ou análise não direcionada (untargeted), descreve um perfil geral dos metabólitos em um momento. Nesses experimentos, dentre as técnicas utilizadas com maior frequência na rotina, destacam-se a espectrometria de massas e a cromatografia líquida.
Essa ciência possui diversas aplicações, como por exemplo, o desenvolvimento de plantas resistentes a estresse ambiental, a descoberta de biomarcadores e a produção de biocombustíveis.