Το γονιδίωμα είναι το ίδιο σε κάθε κύτταρο. Το μεταγραφόμιο όχι. Η μεταγραφωμική μελετά όλα τα μεταγραφήματα RNA που παράγονται από ένα γονιδίωμα σε μια δεδομένη χρονική στιγμή. Μετρά ποια γονίδια ενεργοποιούνται, πόσο έντονα και πώς αλλάζει η έκφρασή τους. Καταγράφει τη δυναμική κατάσταση ενός κυττάρου, γι' αυτό και χρησιμοποιείται για τη μελέτη της ανάπτυξης, των ασθενειών και της απόκρισης σε φάρμακα.

Η κύρια τεχνολογία είναι η αλληλούχιση RNA. Το RNA εξάγεται από ένα δείγμα, μετατρέπεται σε συμπληρωματικό DNA και αλληλουχείται. Οι προκύπτουσες αναγνώσεις αντιστοιχίζονται στο γονιδίωμα και ο αριθμός των αναγνώσεων ανά γονίδιο υποδεικνύει το επίπεδο έκφρασης. Εναλλακτική συρραφή, νέα αντίγραφα και γονίδια σύντηξης μπορούν επίσης να ανιχνευθούν. Οι μικροσυστοιχίες ήταν η παλαιότερη τεχνολογία και εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται για ορισμένες εφαρμογές.

Η μεταγραφωμική χρησιμοποιείται ευρέως. Στον καρκίνο, ταξινομεί τους όγκους με βάση τα προφίλ γονιδιακής έκφρασης, τα οποία μπορούν να καθοδηγήσουν τη θεραπεία. Στην ανοσολογία, μελετά πώς τα ανοσοκύτταρα αντιδρούν σε λοιμώξεις. Στη νευροεπιστήμη, χαρτογραφεί την γονιδιακή έκφραση σε όλες τις περιοχές του εγκεφάλου. Στη γεωργία, εντοπίζει γονίδια που βοηθούν τις καλλιέργειες να ανέχονται την ξηρασία. Είναι ένα θεμελιώδες εργαλείο της λειτουργικής γονιδιωματικής.

Τα δεδομένα είναι πολύπλοκα. Ένα μόνο πείραμα μπορεί να παράγει εκατομμύρια μετρήσεις. Η κανονικοποίηση, η στατιστική ανάλυση και η βιολογική ερμηνεία είναι απαραίτητες. Η μεταγραφωμική δεν αφορά μόνο καταλόγους γονιδίων. Αφορά την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα δίκτυα γονιδίων συνεργάζονται.