Experimentos de metabolômica não-direcionada são geralmente realizados em instrumentos de alta resolução, permitindo a quantificação absoluta dos analitos.

Uma molécula isotopicamente marcada como padrão, geralmente um metabólito presente nas amostras, é utilizada para a quantificação absoluta dos analitos com sinal dentro de uma faixa de aproximadamente 5 minutos de tempo de retenção cromatográfica.

Uma metabolômica não-direcionada é uma estratégia que inclui um passo para identificação dos metabólitos e é comumente uma estratégia geradora de hipóteses.

A vantagem da quantificação relativa de analitos utilizando-se metabolômica direcionada é a possibilidade de se comparar a quantificação de amostras provenientes de diferentes estudos, e obtidas em diferentes instrumentos.

Para a identificação molecular dos metabólitos obtidos em experimentos de metabolômica não-direcionada, é necessária uma busca contra o banco de dados derivado da informação genômica.