Proteom är den fullständiga uppsättningen proteiner som uttrycks av en organism. Termen kan också användas för att beskriva det sortiment av proteiner som produceras vid en viss tidpunkt i en viss cell- eller vävnadstyp. Proteomet är ett uttryck för en organisms genom. Till skillnad från genomet, som kännetecknas av stabilitet, förändras proteomet dock aktivt som svar på olika faktorer, bland annat organismens utvecklingsstadium och både inre och yttre förhållanden.
Studien av proteomet kallas proteomik och handlar om att förstå hurproteiner fungerar och interagerar med varandra. Många proteiner vecklar sig till exempel till utstuderade tredimensionella strukturer, och vissa bildar komplex med varandra för att utföra sina funktioner. Dessutom genomgår proteiner modifieringar, som kan ske antingen före eller efter översättningen. Proteomet kan studeras med hjälp av en rad olika tekniker. Exempelvis kan tvådimensionell gelelektrofores användas för att separera proteiner efter storlek och laddning. Proteomet kan också studeras med hjälp av en annan laboratorieteknik som kallas masspektrometri, som identifierar specifika proteiner i komplexa prover.