代謝組是生物體內小分子代謝物的總和，因此生物樣品如體液(如血液、尿液等。)、細胞提取液、細胞培養液和組織成為代謝組學的特異性檢測對象。代謝組中分子種類繁多，理化性質復雜，分子量範圍廣，濃度變化大。需要結合高通量、高分辨率檢測技術(如LC/GC-MS分析、核磁共振等。)與數據處理技術(如模式識別、計算機專家系統等。).通過分析代謝產物的變化，可以研究系統的生化譜和功能調節；利用代謝組學信息，可以進行生物信息、化學計量學和統計分析。
代謝組學技術廣泛應用於體育科學領域，包括但不限於:
研究違禁藥物的代謝規律和危害，實現對違禁藥物及其代謝物的高靈敏度、高準確度監測；
進行全面有效的運動員選材和訓練監控:研究運動訓練的生化變化，可以幫助我們及時準確地了解訓練對運動員身體機能的影響，系統全面地揭示不同運動和訓練方式下物質代謝的過程和特點，探索運動訓練引起運動員整體代謝的響應規律，充分發揮綜合生物學的優勢；
預測和診斷運動疲勞和過度訓練，更科學有效地提高身體素質和體能儲備:從代謝物水平反映運動訓練後的整體代謝特征模式，制定科學、合理、個性化、安全的訓練計劃和膳食營養方案，優化運動訓練效果，提高運動成績，促進運動員健康；
研究中藥、運動飲料和運動補充劑的有效性和安全性，以幫助科學地提高運動成績；
研究運動損傷的恢復、康復手段的有效性和運動療法的機理；
參賽運動員需要進行違禁藥物的抽檢、運動疲勞的快速恢復、運動飲料和功能補充劑的科學應用、受傷運動員實現快速恢復的綜合措施等。代謝組學作為壹種科學有效的檢測和分析手段，不僅能保證公平性，還能為運動健身和提高比賽成績帶來科學有效的指導。