A bioszférát mikroorganizmusok uralják, mégis a mikrobák többségét nem vizsgálták tudományosan. Az elmúlt évtizedben különböző tanulmányok kimutatták, hogy a baktériumok többsége bármely élőhelyen kulturálatlan marad. Ennek megfelelően a metagenomika, egy tenyésztésfüggetlen módszer, hatékony eszközként jelent meg, amely jobb megértést ad a közösség szerkezetéről és fiziológiai jelentőségükről az ökoszisztémában. A metagenomika a mikroorganizmusok egy populációjának genomikai elemzése akár funkcióalapú génszekvencia-azonosítás (funkcionális metagenomika), akár szekvenciaalapú funkcióazonosítás (szekvencia-metagenomika) révén. Kezdetben a magas szekvenálási költségek miatt a metagenomika csak az új gének vagy útvonalak funkcionális metagenomikai megközelítéssel történő azonosítása felé terjedt el. A gazdaságos újgenerációs szekvenálási platformok megjelenése felgyorsította a metagenomikai szekvenálási projektek ütemét, és lehetővé tette a különböző mikrobiomok genetikai keretének dekódolását, valamint hatalmas metagenomikai adathalmazokkal árasztotta el az adatbázisokat. Kihívássá vált a zaj kiszűrése ezekből a hatalmas adathalmazokból a mikrobiom szerkezetének dekódolása és a mikrobiom működésének előrejelzése a vizsgált ökoszisztéma versenyében. Ennek megfelelően számos önálló vagy online szoftveres elemzési csővezetéket fejlesztettek ki, amelyek lehetővé teszik a kutatók számára, hogy korlátozott idő alatt jelentős biológiai információkat szerezzenek. A jelenlegi fejezet a metagenomikai keretrendszerre, a metagenomikai alkalmazásokra és a metagenomikai adathalmazok elemzéséhez rendelkezésre álló adatértelmező eszközökre összpontosít. A fejezet tartalma gazdagítja a metagenomikai alapú tudományos felfedezések végrehajtását tervező fiatal kutatók tudományos ismereteit.