Obejmuje także interesujące zagadnienia przypisania funkcji poszczególnym domenom białka, przewidywania funkcji w komórce na podstawie sekwencji oraz ewolucyjnego pokrewieństwa białek. Proteomika strukturalna – zajmuje się określaniem trójwymiarowej struktury białka, stosowane techniki to krystalografia rentgenowska i spektroskopia NMR. Interaktomika (proteomika interakcyjna) – bada oddziaływania między białkami w skali atomowej, cząsteczkowej i komórkowej. Badanie modyfikacji białek – większość białek po procesie translacji ulega dalszej modyfikacji (modyfikacja posttranslacyjna). Szczególnie intensywnie bada się obecnie fosforylację (fosfoproteomika) i glikozylację (glikoproteomika).
Główne techniki stosowane w proteomice Jedno- lub dwuwymiarowa elektroforeza żelowa – używana jest do rozdzielania białek, określania ich względnej masy i punktu izoelektrycznego. Krystalografia rentgenowska i spektroskopia NMR – techniki umożliwiające obserwowanie trójwymiarowej struktury białek. Tandemowa spektrometria mas w połączeniu z chromatografią w układzie odwróconych faz – służy do