非靶向分析（non-target analysis），理学-化学-分析化学-生命分析化学-纳米分析化学，将对照组和实验组进行比对分析，以找出二者差异的分析方法。以非靶向代谢组学为例来阐述非靶向分析的具体内容。非靶向代谢组学全面检测生物体整个代谢组（metabolome），重点寻找在实验组和对照组中有显著变化的代谢特征（metabolic feature），并鉴定代谢特征的化学结构，进而解释所发现的代谢物及其代谢通路与生命过程或生命状态之间的关联。非靶向代谢组学技术一次实验能够检测大于10000个代谢特征，因而有利于发现新的代谢物和新的代谢通路，对于发展用于疾病诊断的生物标志物和疾病病理研究十分重要。其分析一般包括：①代谢谱分析（又称差异表达分析）。在一组实验和对照样品中，寻找丰度改变有统计学意义的感兴趣代谢物。②鉴定。进行代谢谱分析后，测定这些代谢物的化学结构。③解释。研究流程的最后一步，解释所发现的代谢物与生物过程或生物状态之间的关联。