代謝體學面對物理及化學特性迥異的代謝物，因此在代謝物的分離與鑑定均缺乏標準步驟，增加執行的難度。大多代謝體學研究強調代謝物描述，這並不是新的概念，過去一直沿用在代謝疾病的診斷，然而因為高產出分析技術的發展，代謝物描述可被用來作更多疾病的診斷，甚至一些原本不認為和代謝有關的疾病。質譜儀和核磁共振儀是導致當今代謝體學發展的重要工具，尤其是前者具有下述優點：可分析多樣式生物材料如動植物組織、細胞、細菌、血液、體液及尿液等，超高靈敏度可以從一次少量生物材料分析得到多種不同特性的代謝物。不同質譜儀在離子化機制及離子分離原理或許不同，它們允許直接分析代謝物或者搭配一分離代謝物的儀器如液相層析儀。一次標準代謝體實驗包括下列步驟：從生物材料萃取代謝物、進行衍生物化學反應以提高靈敏度、液相層析儀解析代謝物、質譜儀鑑定及偵測。