Molekulare Proteomik ist eine Teildisziplin der Proteomik von Genomsequenzen und deren Interpretation auf molekularer Ebene. Es umfasst auch die Untersuchung struktureller und funktioneller Eigenschaften von Proteinen und ihrer Expression. Die molekulare Proteomik hilft zu verstehen, wie das Protein in den verschiedenen Stoffwechselwegen zusammenwirkt, unterstützt seine Regulierungsmechanismen und hilft auch beim Verständnis der verschiedenen Krankheiten durch die Etablierung verschiedener Biomarker.