Et proteom er det komplette sæt af proteiner, der udtrykkes af en organisme. Udtrykket kanogså bruges til at beskrive det udvalg af proteiner, der produceres på et bestemt tidspunkt i en bestemt celle- eller vævstype. Proteomet er et udtryk for en organismes genom. Men i modsætning til genomet, som er kendetegnet ved sin stabilitet, ændrer proteomet sig aktivt som reaktion på forskellige faktorer, herunder organismens udviklingsstadium og både indre og ydre forhold.
Undersøgelsen af proteomet kaldes proteomics, og det drejer sig om at forstå, hvordanproteiner fungerer og interagerer med hinanden. Mange proteiner folder sig f.eks. i udførlige tredimensionelle strukturer, og nogle danner komplekser med hinanden for at udføre deres funktioner. Desuden undergår proteinerne modifikationer, som kan finde sted enten før eller efter oversættelse. Proteomet kan studeres ved hjælp af en række forskellige teknikker. F.eks. kan to-dimensionel gelelektroforese anvendes til at adskille proteiner efter deres størrelse og deres ladninger. Proteomet kan også undersøges ved hjælp af en anden laboratorieteknik kaldet massespektrometri, som identificerer specifikke proteiner i komplekse prøver.