基因组（genome）包含的遗传信息经转录产生mRNA，一个细胞在特定生理或病理状态下表达的所有种类的mRNA称为转录子组（transcriptome）。很显然，不同细胞在不同生理或病理状态下转录子组包含的mRNA的种类不尽相同，mRNA经翻译产生蛋白质。一个细胞在特定生理或病理状态下表达的所有种类的蛋白质称为蛋白质组（proteome）。同理，不同细胞在不同生理或病理状态下所表达的蛋白质的种类也不尽相同。蛋白质是基因功能的实施者，因此对蛋白质结构、定位和蛋白质—蛋白质相互作用的研究将为阐明生命现象的本质提供直接的基础。
蛋白质组学的研究，试图比较细胞在不同生理或病理条件下蛋白质表达的异同，对相关蛋白质进行分类和鉴定。更重要的是蛋白质组学的研究要分析蛋白质间相互作用和蛋白质的功能。
蛋白质组学的研究内容包括：
1.蛋白质鉴定：可以利用一维电泳和二维电泳并结合Western blot等技术，利用蛋白质芯片和抗体芯片及免疫共沉淀等技术对蛋白质进行鉴定研究。
2.翻译后修饰：很多mRNA表达产生的蛋白质要经历翻译后修饰如磷酸化、糖基化、酶原激活等。翻译后修饰是蛋白质调节功能的重要方式，因此对蛋白质翻译后修饰的研究对阐明蛋白质的功能具有重要作用。
3.蛋白质功能确定：如分析酶活性和确定酶底物，细胞因子的生物分析，配基—受体结合分析。可以利用基因敲除和反义技术分析基因表达产物──蛋白质的功能。另外对蛋白质表达出来后在细胞内的定位研究也在一定程度上有助于蛋白质功能的了解。Clontech的荧光蛋白表达系统就是研究蛋白质在细胞内定位的一个很好的工具。
4.对人类而言，蛋白质组学的研究最终要服务于人类的健康，主要指促进分子医学的发展，如寻找药物的靶分子。很多药物本身就是蛋白质，而很多药物的靶分子也是蛋白质。药物也可以干预蛋白质—蛋白质相互作用。
