隨著大規模基因組測序計劃的完成，人類又面臨一個新的、更加艱辛的科學挑戰--蛋白質組學的研究
蛋白質組學的研究是一項系統性的多方位的科學探索。其研究內容包括：蛋白質結構、蛋白質分布、蛋白質功能、蛋白質的豐度變化、蛋白質修飾、蛋白質與蛋白質的相互作用、蛋白質與疾病的關聯性。
目前科學家常用的蛋白質組學的研究手段有質譜分析技術（Mass Spectromotry，MS） 和蛋白質芯片技術（Protein Microarray）。

質譜分析技術是發展蛋白質組學的一項重要技術。它是一個由離子源、高通量分析儀和檢測儀組成的體系， 目前市場常用的質譜分析技術有以下四種：離子阱質譜（Iron trap）、飛行時間質譜（Time-of-flight）、四級柱質譜（Quadrupole）和傅立葉變換離子回旋共振質譜（Fourier transform ion cyclotron）。它能從復雜的樣本中定性、定量分析蛋白質。該技術相對經濟實惠，操作簡單方便，靈敏度高。但是，其精確度和分辨率有待進一步提高。為質譜分析技術準備樣本的方法以二維凝膠電泳（Two-Dimentional Gel Electrophoresis）為主

蛋白質組學研究的另一重要技術是蛋白質芯片技術。基于功能的不同，它分為分析芯片（Analytical Microarray）和功能性蛋白芯片（ Functional Protein Microarray）。前者是把一系列順序排列的蛋白質特異性配體，主要是抗體，點樣到特殊性材料表面，監測蛋白質的差異表達、進行蛋白質的表達譜分析或者應用于臨床診斷、預后判斷等等。后者是把蛋白質或蛋白質結構域點樣到特殊性材料表面，著重于解讀復雜的細胞調控過程，比如：細胞凋亡、生長因子信號、細胞間的信息交流等等。高特異性、高親和性抗體的開發，齊全的、高純度蛋白質的表達以及新型特殊性材料表面的研究是目前大量開展蛋白質芯片技術有待解決的問題。

破解蛋白質組學的秘密是一項龐大的工程，就象人類完成基因組測序計劃，它更需要全球性合作、多行業參與、多技術支持，最終實現基因結構、基因表達、基因功能、蛋白質結構、蛋白質調控和基因治療的完美統一。