Sinh học gen cho bạn biết điều gì có thể xảy ra. Sinh học phiên mã cho bạn biết điều gì đang được phiên mã. Sinh học protein cho bạn biết những protein nào đang hiện diện. Sinh học chuyển hóa cho bạn biết điều gì thực sự đã xảy ra. Đó là nghiên cứu quy mô lớn về các phân tử nhỏ, được gọi là chất chuyển hóa, trong một mẫu sinh học. Chúng bao gồm đường, axit amin, lipid và hàng trăm hợp chất khác. Chúng là sản phẩm của quá trình trao đổi chất và phản ánh trạng thái hiện tại của tế bào.

Phương pháp chuyển hóa học (metabolomics) sử dụng các kỹ thuật như phổ khối lượng và cộng hưởng từ hạt nhân để xác định và định lượng các chất chuyển hóa. Một mẫu duy nhất có thể chứa hàng ngàn hợp chất, với nồng độ trải rộng. Việc tách và đo lường chúng là một thách thức về mặt phân tích. Dữ liệu rất phức tạp, và việc giải thích nó đòi hỏi các công cụ tính toán và kiến ​​thức sinh học.

Ứng dụng của phương pháp này rất rộng rãi. Trong y học, chuyển hóa học giúp xác định các dấu ấn sinh học của bệnh tật, dự đoán đáp ứng thuốc và phát hiện các con đường chuyển hóa bị rối loạn trong bệnh ung thư hoặc tiểu đường. Trong nông nghiệp, nó cải thiện chất lượng cây trồng và khả năng chống chịu stress. Trong vi sinh học, nó nghiên cứu cách vi sinh vật tương tác với môi trường. Trong dinh dưỡng, nó theo dõi ảnh hưởng của chế độ ăn uống đến quá trình trao đổi chất.

Phân tích chuyển hóa (metabolomics) là phương pháp gần nhất giúp chúng ta có được bức ảnh chụp nhanh về sinh lý học. Nó ghi lại thành phần hóa học tại thời điểm đó, và thành phần này thay đổi theo chế độ ăn uống, tập thể dục, bệnh tật và thời gian trong ngày.