90年代初期開始實施的人類基因組計劃，在經過各國科學家近10年的努力下，已經取得了巨大的成就。不僅完成了十余種模式生物（從大腸桿菌、釀酒酵母到線蟲）基因組全序列的測定工作，還有望在2003年提前完成人類所有基因的全序列測定。那么，知道了人類的全部遺傳密碼即基因組序列，就可以任意控制人的生老病死嗎？其實并不是這么簡單。基因組學（genomics）雖然在基因活性和疾病的相關性方面為人類提供了有力根據,但實際上大部分疾病并不是因為基因改變所造成。并且，基因的表達方式錯綜復雜，同樣的一個基因在不同條件、不同時期可能會起到完全不同的作用。關于這些方面的問題，基因組學是無法回答的。所以，隨著人類基因組計劃的逐步完成，科學家們又進一步提出了后基因組計劃，蛋白質組（proteome）研究是其中一個很重要的內容。
那么，基因組和蛋白質組到底有什么聯系？我們可以這樣理解生命，遺傳信息從DNA（基因）轉變為一種被稱作mRNA的中間轉載體，然后再合成各式各樣的結構蛋白質和功能蛋白質，構成一種有機體，完成生命的功能。基因→ mRNA→蛋白質，三位一體，構成了遺傳信息的流程圖，這即是傳統的中心法則。現在已經證明，一個基因并不只存在一個相應的蛋白質，可能會有幾個，甚至幾十個。什么情況下會有什么樣的蛋白，這不僅決定于基因，還與機體所處的周圍環境以及機體本身的生理狀態有關。并且，基因也不能直接決定一個功能蛋白。實際上，往往是通過基因的轉錄、表達產生一個蛋白質前體，在此基礎上再進行加工、修飾，才成為一個具生物活性的蛋白質。這樣的蛋白質還通過一系列的運輸過程，到組織細胞內適當的位置才能發揮正常的生理作用。基因不能完全決定這樣的蛋白質后期加工、修飾以及轉運定位的全過程。而且，這些過程中的任何一個步驟發生微細的差錯即可導致機體的疾病。紐約Rockefeller大學的細胞和分子生物學家Günter Blobel博士就是因其“蛋白質內在的信號分子活性，調節自身的細胞內轉運和定位”研究上的卓越成就，獲得了1999年諾貝爾醫學獎和生理學獎。近些年來人們又發現蛋白質間亦存在類似于mRNA分子內的剪切、拼接，具有自身特有的活動規律。這種自主性不能從其基因編碼序列中預測，而只能通過對其最終的功能蛋白進行分析。因此說，基因雖是遺傳信息的源頭，而功能性蛋白是基因功能的執行體。基因組計劃的實現固然為生物有機體全體基因序列的確定、為未來生命科學研究奠定了堅實的基礎，但是它并不能提供認識各種生命活動直接的分子基礎，其間必須研究生命活動的執行體-蛋白質這一重要環節。蛋白質組學（proteomics）研究即旨在解決這一問題。
蛋白質組（proteome）一詞，源于蛋白質（protein）與 基因組（genome）兩個詞的雜合，意指“一種基因組所表達的全套蛋白質”,即包括一種細胞乃至一種生物所表達的全部蛋白質。蛋白質組的研究不僅能為生命活動規律提供物質基礎，也能為眾多種疾病機理的闡明及攻克提供理論根據和解決途徑。通過對正常個體及病理個體間的蛋白質組比較分析，我們可以找到某些“疾病特異性的蛋白質分子”，它們可成為新藥物設計的分子靶點，或者也會為疾病的早期診斷提供分子標志。確實，那些世界范圍內銷路最好的藥物本身是蛋白質或其作用靶點為某種蛋白質分子。因此，蛋白質組學研究不僅是探索生命奧秘的必須工作，也能為人類健康事業帶來巨大的利益。
與基因重組、表達、序列分析的快速、自動化程度相比，到最近為止，機體組織細胞內蛋白質的序列分析只是實驗室小規模研究項目。隨著對生物學、物理、化學及信息學的各種尖端技術的綜合應用，蛋白質組研究也正逐步變成高產量、高精確度的分析過程。現今，蛋白質組研究中主要應用的技術包括：雙相電泳(2-DE)、新型質譜(MS)技術、數據庫設置與檢索系統等。為了保證分析過程的精確性和重復性，大規模樣品處理機器人也被應用。整個研究過程包括：樣品處理、蛋白質的分離、蛋白質豐度分析、蛋白質鑒定等步驟。當前，蛋白質組分析雖然以雙相電泳和質譜分析為其技術基礎，但離不開各種先進的數據分析和圖象分析軟件及網絡技術的支持。