Biosfera jest zdominowana przez mikroorganizmy, jednak większość mikrobów nie została naukowo zbadana. Różne badania przeprowadzone w ostatniej dekadzie wykazały, że większość bakterii w każdym siedlisku pozostaje niekulturowalna. W związku z tym metagenomika, metoda niezależna od hodowli, stała się potężnym narzędziem, które pozwala na lepsze zrozumienie struktury społeczności i ich fizjologicznego znaczenia w ekosystemie. Metagenomika to analiza genomiczna populacji mikroorganizmów poprzez identyfikację sekwencji genów w oparciu o funkcje (metagenomika funkcjonalna) lub identyfikację funkcji w oparciu o sekwencje (metagenomika sekwencyjna). Początkowo wysokie koszty sekwencjonowania pozwalały na rozwój metagenomiki jedynie w kierunku identyfikacji nowych genów lub szlaków przy użyciu podejścia metagenomiki funkcjonalnej. Pojawienie się ekonomicznych platform do sekwencjonowania następnej generacji przyspieszyło tempo projektów sekwencjonowania metagenomicznego i umożliwiło odkodowanie szkieletu genetycznego różnych mikrobiomów oraz zalało bazy danych ogromnymi zbiorami danych metagenomicznych. Wyzwaniem stało się odfiltrowanie szumu z tych ogromnych zbiorów danych, aby zdekodować strukturę mikrobiomu i przewidzieć funkcjonowanie mikrobiomu w kontekście badanego ekosystemu. W związku z tym, opracowano wiele samodzielnych lub internetowych potoków analitycznych, aby umożliwić badaczom uzyskanie istotnych informacji biologicznych w ograniczonym czasie. Niniejszy rozdział koncentruje się na metagenomice, aplikacjach metagenomicznych oraz dostępnych narzędziach interpretacji danych do analizy metagenomicznych zbiorów danych. Treść tego rozdziału wzbogaci naukowe zrozumienie młodych badaczy planujących realizację odkryć naukowych opartych na metagenomice.