蛋白組學的另一個重要任務是鑒定在一個基因序列里被編碼的蛋白的功能和作用。蛋白組技術使人們能夠通過一些新的策略，而快速獲取這些信息。這些策略包括：基于“牽連犯罪” 概念的方法；根據活性將蛋白富集再鑒定；全細胞或細胞器分析等。

定性蛋白組學的zui終目的是完成對所有存在蛋白的全覆蓋。要達到這個目的，所有的蛋白需要被適當地消解并可溶。使用多蛋白酶消解可以提高序列覆蓋度。此外，像電子轉移解離（ETD）這樣的新方法可以使人們有效地碎片化更大尺寸的肽段。高的序列覆蓋度有益于分辨蛋白的亞型。對于復雜的混合物，例如細胞或組織裂解液，離子抑制和動態范圍是兩個挑戰。如果能夠很好地降低或消除離子抑制，那么就可以更加均一地實現肽的離子化，從而改善定性和定量分析。動態范圍方面的挑戰除了與離子抑制有關外，主要是和質譜儀器的檢出限有關。除了離子抑制和動態范圍外，第三個問題是質譜的峰容量。針對這個問題，可采用的一個變通的策略就是所謂的“數據獨立采集（DIA）”，它已成為一個商品化技術。隨著質譜儀器掃描速度變得越來越快，采用DIA技術進行鑒別也就變得越發可行。我們可以看到，每一代串聯質譜較之其上一代都會有顯著的改進，這推動著蛋白組學向獲得一個完整蛋白組發展。不過，如何判定何時算是我們獲得了一個完整蛋白組依然是很困難的。此外，獲得一個完整蛋白組的關鍵是要有一個合理的實驗策略，而非采用一個耗時的“蠻力搜索”策略。