生命体系中99.9%的物质由11种元素组成,这些元素称为宏量元素。与之相对应,其余占0.1%的元素称为微量元素。
微量元素(主要为金属及类金属元素)的含量虽然非常低,却是生命存在的重要物质基础之一。比如,DNA及RNA的合成离不开DNA和RNA聚合酶(含锌酶)的催化； 在体内扮演不同角色的过氧化氢酶、固氮酶、铁传递蛋白及细胞色素等蛋白质(酶)的活性中心均含有数量不同的铁原子。
环境和生物样品中金属与有机酸、氨基酸、多糖、蛋白质、DNA等形成的金属有机物是一系列生物金属。生物金属中参与金属离子配位的有机配基主要是含氧、硫、氮及磷的功能团。
微量元素在不同学科中，其含义往往会有所不同。在地球化学中，常把含量低于0.1%的元素称为微量元素。而在生物医学中，一般把除氧、碳、氮、氢（这四种元素约占到有机体总量的96%），以及钙、磷、硫、钾、钠、氯、镁（这七种约占3.6%）以外的所有元素称为微量元素。因此，微量元素只是一个相对的概念，而不是绝对的概念。以氢为例，在生物医学中是主量元素，而在材料科学中常作为微量元素加以研究。
鉴于这些微量金属及类金属元素的重要性, 2002 年10 月,Haraguchi 提出了系统研究细胞、器官或生物组织中金属或类金属元素的新的研究方向——“金属组学(metallomics)”，这是综合研究生命体内, 特别是一种细胞内, 自由或络合的全部金属原子的分布、含量、化学种态及其功能的综合学科(the integral study of the location, distribution, identity, species, quantity and functions of free and complexed metals in biological systems, especially within a given cell type)。
与之相对应, 细胞、器官或组织中金属及类金属蛋白质、酶或其他含有金属的生物分子及游离金属及类金属离子的集合则称之为“金属组(metallome)”, 即金属组指一个生物体系中的所有金属物质种类。
金属组学也就是生物金属科学( biometal science) , 主要研究生物体系中与金属结合的生物分子的作用和功能, 因此又称为金属辅助功能生物化学( metal -assisted function biochem istry)。
因为金属组学的研究对象还包括非金属的微量元素, 如硒(谷胱甘肽过氧化物酶的成分)、砷(有活化锌的作用)和碘(激活甲状腺), 或许也可称之为元素组和元素组学。
金属组学包括定性金属组学( qualitat ive metallom ics)、定量金属组学( quantitative metallom ics)、比较金属组学( comparat ivem etallom ics)等。比较金属组学着重于寻找和筛选引起不同样本金属组差异的有意义的因素, 揭示生理和病理状态的进程与本质, 获得对某些关键生物金属的定性和功能分析。
金属组和金属组学的概念非常新(连2006 年版的Mesh词表也没有收录这两个词) , 但实际上与金属组有关的研究已有很久的历史了, 只不过通常在不同的领域独立地进行。
