質譜技術作為蛋白質組研究的三大支撐技術之一，除了用于多肽，蛋白質的分子量測定外，還廣泛的應用與肽指紋圖譜測定及氨基酸序列測定。
肽指紋圖譜（Peptide Mass Fingerprinting PMF）測定是對蛋白酶解或降解后所得多肽混合物進行質譜分析的方法。質譜分析所得肽斷與多肽蛋白數據庫中蛋白質的理論肽斷進行比較，判斷出所測蛋白是已知還是未知。由于不同的蛋白質具有不同的氨基酸序列，不同蛋白質所得肽斷具有指紋特征。采用肽指紋譜的方法已對酵母、大腸桿菌、人心肌等多種蛋白質組進行了研究。對肽序列的測定往往要應用串聯質譜技術，采用不同的技術選擇特定質核比的離子，并對其進行碰撞誘導解離，通過分析肽斷的斷裂情況推導出肽序列。
目前生物質譜被認為是大規模、高通量進行蛋白結構鑒定的首選工具。由于通過LC-MS/MS可直接鑒定蛋白混合物，因此將來有望不通過2-D就能研究蛋白質組。生物質譜的優勢在于它能幫助我們研究蛋白-蛋白間相互作用、翻譯后修飾乃至基因表達水平的變化等，具有極大的應用前景。