Klíčovým rozdílem mezi proteomikou a metabolomikou je, že proteomika je studium všech proteinů organismu, zatímco metabolomika je studium všech metabolitů organismu.
Genomika je studium genetické výbavy organismu. Proteomika a metabolomika jsou dvě omické vědy související s genomikou. Proteom označuje všechny proteiny v buňce nebo organismu. Metabolome na druhé straně označuje všechny metabolity organismu. Studium proteomu je tedy proteomika, zatímco studium metabolomu je metabolomika. Jak proteomika, tak metabolomika jsou důležité v diagnostice nemocí a při charakterizaci a screeningu organismů. Oba jsou navíc spojeny v mnoha aspektech buněčné biologie, zejména v buněčné signalizaci, degradaci a generování proteinů a posttranslační modifikaci.