首先，在个体发育的不同阶段或细胞的不同活动时期，细胞内产生的蛋白质种类是不一样的。此外，不同蛋白质的寿命也不一样。有些蛋白质在合成后成为细胞的结构成分，相当稳定；而有些蛋白质在产生后被用来进行某种细胞活动，比如基因转录的调控，工作一旦完成就被迅速降解。因此，在分析蛋白质组的蛋白质成分时，需要把时间作为一个重要的参数。对于在不同时间过程中蛋白质组的组成成分的比较分析——差异蛋白质组研究，已成为当前蛋白质组学的主要内容。
蛋白质的另一个重要特征是，不同的蛋白质通常分布在细胞的不同部位，它们的功能与其空间定位密切相关。要想真正了解蛋白质的功能，通常还需要知道蛋白质所处的空间位置。更为重要的是，许多蛋白质在细胞里不是静止不动的，它们在细胞里常常通过在不同亚细胞环境里的运动发挥作用。例如细胞周期的调控过程、细胞的信号转导和转录调控，都依赖于蛋白质空间位置的变化和运动。因此，蛋白质组学中又派生了一个与空间紧密相关的新研究领域——亚细胞蛋白质组学。这种亚细胞蛋白质组可能是细胞器蛋白质组，如高尔基体蛋白质组；也可能是比细胞器还要小的组分，如核膜的蛋白质组。
永 不 孤 独
在不了解基因组序列的情况下，人们曾经推测，生命的复杂程度是由基因组的基因数量来决定的。也就是说，生命的复杂程度越高，其基因组拥有的基因数目越大。但随着各种生物的基因组全序列的测定，科学家们认识到情况并非如此。线虫（Ｃ． ｅｌｅｇａｎｓ）是一种低等动物，其基因组的基因数为１．９万多个。而人类基因组框架图的完成表明，人基因组的基因总数仅仅比线虫多１．５万个左右，远不是预期的１０万到１５万。刚刚完成的水稻基因组框架图更让人吃惊，其基因总数在４．６万到５．５万之间，比人的基因还要多。显然，基因数目与生命的复杂程度没有直接的相关。那么，在生命从简单到复杂，从低级到高级的进化过程中，究竟是什么因子体现了这种变化？
随着功能基因组研究的进展，人们已逐渐意识到，这种因子可能就是不同基因的产物蛋白质之间“排列组合”的复杂程度。也就是说，原始生命体中蛋白质之间的相互关系比较简单，而高级生命体中蛋白质之间则具有较为复杂的关系网。
蛋白质组具有一个不同于基因组的重要特性，即蛋白质彼此间有着直接的影响。某一个蛋白质功能的实现，通常离不开它与其他蛋白质之间的相互作用。也许可以说，不与其他蛋白质发生作用的“孤立蛋白质”根本就不存在。过去，科学家们因研究手段的限制，只能研究数个蛋白质之间的相互作用，而今天通过蛋白质组学的新方法，可以同时研究成千上万个蛋白质之间的相互作用。例如，芽殖酵母基因组全部ＯＲＦ的表达产物——共６０００多个多肽，彼此间可能存在的作用情况已进行了分析，从中发现了９百多种可能的相互作用，涉及到１０００多个蛋白质。科学家为这一类型的研究专门发明了一个新的名词——“相互作用组”（ｉｎｔｅｒａｃｔｏｍｅｓ）。
