El metaboloma es el conjunto completo de sustancias químicas de moléculas pequeñas que se hallan en una célula, en un órgano o en un organismo específicos en un momento determinado. El metaboloma puede contener sustancias químicas de moléculas pequeñas producidas naturalmente por un organismo (por ejemplo, algunos glúcidos, vitaminas y pigmentos) y sustancias no producidas de forma natural por un organismo (por ejemplo, fármacos, contaminantes ambientales y aditivos alimentarios). El metaboloma puede cambiar en tan solo segundos o minutos, y estos cambios se pueden deber a una amplia variedad de factores. Por ejemplo, el metaboloma puede cambiar debido a variaciones en el entorno del organismo o después de la ingesta de alimentos o la variación de los niveles de actividad. La metabolómica es el estudio científico del metaboloma.