Las posibles aplicaciones de las técnicas proteómicas cubren un amplio espectro de áreas científicas, tales como:

• Bioquímica, biología molecular y biotecnología: Caracterización estructural de proteínas o complejos proteicos: medida de la masa molecular y determinación de secuencias aminoacídicas, determinación de regiones de interacción entre proteínas, identificación de proteínas a partir de muestras en gel o en solución y con diferente grado de complejidad,identificación y caracterización de modificaciones postraduccionales, cuantificación absoluta y relativa de proteínas.
• Salud humana: Búsqueda de biomarcadores proteicos asociados a enfermedades, búsqueda de dianas terapéuticas.
• Ciencias ambientales: Identificación de alteraciones proteicas producidas por situaciones de estrés, identificación de marcadores de toxicidad o contaminación.