Kluczowa różnica między proteomiką a metabolomiką polega na tym, że proteomika to badanie wszystkich białek organizmu, podczas gdy metabolomika to badanie wszystkich metabolitów organizmu.
Genomika to nauka o budowie genetycznej organizmu. Proteomika i metabolomika to dwie nauki omiczne związane z genomiką. Proteom odnosi się do wszystkich białek w komórce lub organizmie. Z drugiej strony metabolom odnosi się do wszystkich metabolitów organizmu. Zatem badanie proteomu to proteomika, podczas gdy badanie metabolomu to metabolomika. Zarówno proteomika, jak i metabolomika są ważne w diagnostyce chorób oraz w charakteryzowaniu i badaniach przesiewowych organizmów. Ponadto oba są powiązane w wielu aspektach biologii komórki, zwłaszcza w sygnalizacji komórkowej, degradacji i generowaniu białek oraz modyfikacji potranslacyjnych.