Het metaboloom is de verzameling van alle klein-moleculaire chemische stoffen in een specifieke cel, orgaan of organisme op een bepaald tijdstip. Het metaboloom kan zowel klein-moleculaire chemische stoffen omvatten die van nature door een organisme worden gevormd (bijvoorbeeld sommige suikers, vitaminen en pigmenten) als stoffen die niet van nature door een organisme worden gevormd (bijvoorbeeld geneesmiddelen, milieuverontreinigende stoffen en voedseladditieven). Het metaboloom kan veranderen in een periode van enkele seconden of minuten en veranderingen kunnen worden veroorzaakt door een enorm aantal zaken. Zo kan het metaboloom veranderen door veranderingen in de omgeving van het organisme, na inname van voedsel of door veranderingen in de mate van activiteit. Metabolomics is de wetenschappelijke bestudering van het metaboloom.
Het metaboloom is de verzameling van alle metabolieten (producten van de stofwisseling) in een cel, orgaan, lichaamsvloeistof of organisme. De term "metaboloom" is ontstaan als analogie op de termen "proteoom" (verzameling van eiwitten) en "genoom" (verzameling van genen). Door de transcriptie van het genoom komt het proteoom tot stand, en door de enzymatische activiteit van het proteoom komt het metaboloom tot stand.
Het metaboloom omvat een grote variatie aan stoffen, die onderling sterk kunnen verschillen in concentratie, molecuulgewicht en polariteit. In de analytische chemie wordt daarom het maken van profielen van het metaboloom beschouwd als een grote uitdaging. Technieken die hiervoor gebruikt worden zijn NMR en massaspectrometrie gekoppeld met scheidingstechnieken als HPLC en CE.
Metabolomics is de studie van het metaboloom. Evenals proteomics en genomics wordt metabolomics beschouwd als een onderdeel van de systeembiologie, een onderzoeksgebied dat als doel heeft organismen als een geheel te bestuderen. Binnen de systeembiologie wordt het metaboloom beschouwd als de meest geschikte indicatie voor de actuele fysiologische toestand van een cel of organisme. Een belangrijk onderwerp binnen de metabolomics is daarom het zoeken naar zogenaamde biomarkers: patronen en afwijkingen in het metabolietenprofiel die aanwijzingen geven over de gezondheidstoestand van een organisme.