一般来说，代谢组学关注的对象是分子量在1000以下的小分子化合物。根据研究的对象和目的不同，科学家将生物体系的代谢产物分析分为4个层次：

• 代谢物靶标分析：某一个或几个特定组分的定性和定量分析，如某一类结构、性质相关的化合物（氨基酸、有机酸、顺二醇类）或者某一代谢途径的所有中间产物或多条代谢途径的标志性组分。
• 代谢物指纹分析：同时对多个代谢物进行分析，不分离鉴定具体单一组分。
• 代谢轮廓分析：限定条件下对生物体内特定组织内的代谢产物的快速定性和半定量分析。
• 代谢组分析：对生物体或体内某一特定组织所包含的所有代谢物的定量分析，并研究该代谢物组在外界干预或病理生理条件下的动态变化规律。