从基本组成来说，基因/转录组=测4种核苷酸序列；蛋白组=20种氨基酸排列；代谢组=测氨基酸+碳水化合物+有机酸+脂类等等，每一个分类都有N种。下图从四个方面，物质鉴定，分析体系，数据处理和数据挖掘来比较3大组学的优缺点。
一般包括样品的采集和制备、代谢组学数据采集、数据预处理、多变量数据分析、生物标志物识别和途径分析等。
1、样品的采集和制备
代谢组学研究需要严格的实验设计，首先需要采集足够数量的代表性样本，减少生物样品个体差异对分析结果的影响。一般来说，动物模型>10例，临床样本>30例，细胞>6例，植物昆虫微生物样本等>6-8例。图2展示的不同样品类型在LC-MS检测过程中，推荐的最低样本量以及保存方式。
2.代谢组学分析平台
完成样本的采集和预处理之后，代谢产物需要通过合适的方法进行测定。代谢组学的研究中一般有色谱、质谱、NMR、毛细管电泳和红外光谱等分离方法，其中色谱-质谱联用（LC-MS和GC-MS）的方法兼具有色谱的高分析度，质谱的高灵敏度，应用范围较广；NMR例如1H-NMR对含氢代谢产物进行检测，能够完成样品中大多数化合物的检测。
核磁共振波谱（NMR）
核磁共振波谱（nuclear magnetic resonance，NMR）通常用于研究生物样本的核磁共振的活性核包括1H、13C、15N和31P。由于一维（1D）1H-NMR谱（氢谱）的高天然丰度（99.98%）和高的灵敏度（高磁旋比），其在代谢组学研究中应用较多。
气相色谱质谱联用技术（GC-MS）
GC和MS的协同耦合使得串联技术成为代谢组学分析的一大主力，GC/MS是一个很好的工具可应用于大量代谢组学的分离、检测和定量。
液相色谱质谱联用技术（LC-MS）
3种分析仪器的优缺点：
1、样本前处理的理想状态
代谢组学样本前处理的理想状态如图2所示，其必须满足以下条件：1、非选择性；2、步骤少且快速；3、可重复；4、包含代谢终止过程。到目前为止还没有单一的前处理能够满足以上所有的需求。
2.生物体液样本的前处理方法
（1）直接稀释进样
一般适用于尿液样本，典型的稀释比采用纯水稀释1:10倍。图17概括了尿液以及血浆等生物体液所推荐的LC-MS分析流程。
（2）溶剂沉淀
在生物体液样本中例如血清，血浆等添加有机溶剂（甲醇、乙腈、乙醇、丙酮或其组合）能够去除蛋白质，破坏蛋白和代谢物之间的交联作用，由此获得的代谢物浓度代表总代谢物浓度。
（3）超滤
超滤是一种常见的生物样品制备放方法，其根据分析物的分子质量来分离。
（4）固相萃取（SPE）
SPE广泛应用于靶向的生物分析，步骤如下：1.分析物吸附在溶剂表面；2.通过淋洗去除比分析物吸附能力弱的干扰物；3.使用溶剂将分析物洗脱下来。例如我们所熟知的C18柱，现在C18和聚苯乙烯-二乙烯基苯吸附剂组合已经被用于非靶向相代谢组学研究。SPE 现在的困难点在设计通用的提取条件。
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