Proteomika – gałąź nauki z pogranicza biochemii białek i biologii molekularnej, zajmująca się badaniem proteomów. Uważana także za gałąź genetyki, gdyż bada jakościowo i ilościowo ekspresję genów na poziomie działania białek w komórce w określonym czasie.
Nazwę proteomika utworzono przez analogię do słowa genomika. Termin proteomika po raz pierwszy został użyty w 1995 roku dla określenia procesu poznawania wszystkich białek w liniach komórkowych, tkankach lub całych organizmach. Nazwa proteomika jest zwykle używana do określenia badań białek prowadzonych na dużą skalę (całych proteomów).
Proteomika jest dziedziną znacznie szerszą i bardziej złożoną niż genomika, ponieważ genom jest obiektem zmieniającym się w bardzo małym stopniu, natomiast wachlarz białek obecnych w komórce zmienia się nieustannie wskutek interakcji z czynnikami środowiskowymi oraz z innymi komórkami w organizmie. Dlatego też ekspresja białek w komórkach może być różna zależnie od lokalizacji (np. różne rodzaje tkanek), fazy cyklu komórkowego czy też warunków w otaczającym środowisku (np. panującej temperatury). Dodatkowo, białka są polimerami 20 różnych typów monomerów (aminokwasów), natomiast DNA jest polimerem 4 różnych typów monomerów (nukleotydów), wobec tego wariacje sekwencji są znacznie większe w przypadku białek.