MALDI-TOF көмегімен патогенді микроорганизмдерді туыстары мен түрлеріне дейін дәлдікпен анықтауға болады. Бүлінбеген бактериялық жасушаларды масс-спектрометрдің металл нысанасына жағып, матрицамен жауып, өзіне тән массалары бойынша алгоритммен танылатын арнайы профильдерді алу үшін лазермен сәулелендіреді.

Ақуыз биомаркерлерін талдау, сондай-ақ ісіктің қатерлілігі дәрежесін анықтау арқылы қатерлі ісіктерді диагностикалау үшін протеомиканы қолдану мүмкіндігі зерттелуде. Бұл бағытта біраз жетістіктерге қол жеткізілді. Мысалы, АҚШ-та 2015 жылы әзірленген Xpress Lung сынағын қолдануға рұқсат берілген, ол бірнеше қан плазмасы ақуыздарының мақсатты масс-спектрометриясын пайдаланады және өкпедегі ісік түйіндерінің қатерлі ісік дәрежесін бағалайды.

Масс-спектрометрия, органеллалар ақуыздары мен мембрана ақуыздарының бөлінуі саласындағы протеомиканың ең жаңа жетістіктері жүрек протеомын зерттеуге және модификацияланған ақуыздарды анықтауға мүмкіндік береді (сонымен қатар олардың модификациясының сипатын анықтайды). Жүрек протеомының деректері әртүрлі жүрек-қан тамырлары ауруларының механизмдерін түсіну үшін көмегін тигізеді.

Көптеген дәрі-дәрмектер ақуыздар болып табылады немесе белгілі бір ақуыздарға әсер етеді. Сондықтан протеомиканы дәрі-дәрмектерді жасаумен айналысатын мамандар қолдана бастады. Фармацевтикалық компаниялардың көпшілігінде протеомикамен айналысатын бөлімше немесе протеомикамен айналысатын серіктес компаниясы бар. Протеомика әдістері әзірленіп жатқан препараттардың мақсаттарының жарамдылығын растау, биомаркерлердің тиімділігін анықтау, препараттың әсер ету механизмін және оның уыттылығын зерттеу үшін қолданылады. Протеомика әдістері, атап айтқанда, қызыл қан жасушаларында плазмодийдің көбею және олардан қанға шығу кезеңінде, пуринмен (байланыстырушы ақуызбен) байланысатын безгекке қарсы препараттарды іздеу үшін қолданылады.

Екі организмнің протеомдарын салыстыру (міндетті түрде бір-бірімен тығыз байланысты емес), осы екі организмге ортақ ақуыздарды да, олардың фенотиптеріндегі айырмашылықтарды анықтайтын ақуыздарды да анықтауға мүмкіндік береді. Мұндай талдау эволюциялық процесті түсінуге пайдалы ақпарат бере алады және кейде бұрын белгісіз болған ақуыз функцияларын анықтауға мүмкіндік береді. Мысалы, салыстырмалы протеомиканың көмегімен инсектицидтермен емдеуге жауап ретінде экспрессиясы өзгеріп, көбеюге байланысты процестерге қатысатын Nilaparvata lugens жәндіктерінің ақуыздары анықталды.