蛋白质组学研究的主要任务是建立常规、可靠和有效的蛋白质获取和分析技术。 为了满足这一要求，需要样品制备、数据采集标准化和自动化，即可重现的高通量技术。 蛋白质组学技术不断改进，其工作流程包括蛋白质样品的制备、分离、定量和鉴定。 蛋白质组学研究的主要技术系统有二维凝胶电泳、质谱、酵母双杂交系统、蛋白质微阵列技术、能够进行大规模数据处理的计算机系统和软件、软电离技术和生物信息学技术。 其中，蛋白质组学技术中的质谱技术是一种常用的蛋白质鉴定技术。
蛋白质组学是蛋白质组和代谢组的联合分析。 蛋白质组学通过研究生物体或系统内蛋白质的组成、其活动模式以及蛋白质之间的相互作用，在整体水平上揭示各种生命活动的分子机制。 代谢组学定性和定量表征机体在不同时期或生理病理条件下产生的小分子代谢物的变化，挖掘关键代谢物和代谢途径，探讨与生物体细胞代谢相关的关键科学问题。
蛋白质组学研究的目标是绘制出细胞器中存在的蛋白质复合物或蛋白质的结构，称为“细胞图谱”或结构蛋白质组学。 结构蛋白质组学试图识别蛋白质复合物或细胞器中的所有蛋白质，确定它们的位置，并表征所有蛋白质-蛋白质相互作用。 结构蛋白质组学的一个例子是近对核孔复合物的分析。 通过纯化和分离特定的亚细胞器或蛋白质复合物，可以大大简化蛋白质组学分析。 这些信息将有助于拼凑细胞的整体结构，并解释某些蛋白质的表达如何赋予细胞特征。
蛋白质是生命存在和运动的物质基础，是细胞增殖、分化、衰老、凋亡等主要生命活动的执行者，是基因功能活动的最终执行者，是生命现象复杂性和多变性的直接体现。
蛋白质组学研究是基因组学研究的重要补充，用于鉴定和鉴定细胞或组织表达的所有蛋白质及其表达模式，是在蛋白质水平上对生物体进行定量、动态和整体的研究。 这种研究有助于了解蛋白质的结构、细胞的功能、生命的本质和活动的规律，为疾病的诊断、一流疫苗和新药的开发提供科学依据。
蛋白质组学和代谢组学的联合分析不是两者数据的简单融合，而是一个归一化的过程和统计分析，结合代谢水平和蛋白质水平，寻找重要代谢途径中的关键代谢物和蛋白质，绘制代谢网络途径，并结合途径富集和相关性分析，构建下游代谢物变化和代谢酶调控机制的分子模型， 系统分析生物分子功能和调控机制，为后续深入实验和分析提供数据依据。