代谢组学是系统生物学研究的重要手段，因为它表征了基因和环境的影响，所以代谢组学实际上更接近实际的表型。针对代谢组研究的主要挑战，通常会采取4种研究方案来看待我们的样品和数据，我们将对这四种方案进行逐一介绍。并且以电离辐射暴露（药物，工业生产，建筑，医疗研究，医疗诊断和治疗，飞机旅行等）对健康的影响为例，采用代谢组学的方法，对比非暴露人群和电离辐射暴露人群的代谢表征的差异。电离辐射的生化机理和相关的生物标记物在该研究中被探讨，并同时分析其生物标记物，结构信息和代谢通路。