體內新陳代謝的途徑不止一種，而途徑中的化學反應更是多且復雜，甚至很多代謝過程在微小細胞中同時進行，因此需要合適的研究方法對代謝過程進行追蹤。
1.同位素示蹤法
同位素是指原子序數相同而原子量不同的同種元素。當化合物分子中的原子被相同元素的同位素所取代，而取代后的分子性質沒有改變時，稱為 “同位素標記”。同位素標記是研究體內代謝水平的常用方法，將同位素標記的化合物引進代謝體系來觀察其代謝過程與結果的方法就是同位素示蹤法。同位素有穩定同位素和放射性同位素兩種，二者都可作為示蹤原子應用于代謝研究，但放射性同位素比穩定同位素應用更為方便，使用也較為廣泛。例如研究氨基酸的脫羧反應，將14C標記在羧基上，只有這種定位標記的氨基酸才能在脫羧后產生14CO2。氚標記的胸腺嘧啶核苷 (3H‐TdR)和尿嘧啶核苷 (3H‐UR)是兩種常用的示蹤劑，前者能有效地結合到DNA中，后者則能摻入到RNA中，它們的輻射分解速度隨放射性的增高及保存時間的延長而增加，在不同溫度和不同溶液中的穩定性也不同。
2.酶抑制劑法及拮抗劑法
此法常用于體外代謝研究。基本上所有代謝反應都是酶促反應，因此可以通過使用某種酶的抑制劑或抗代謝物阻斷中間代謝的某一環節，根據反應被抑制的結果，推測某物質在體內的代謝情況。例如，糖酵解過程中，碘乙酸專一抑制磷酸丙糖脫氫酶的活性，導致磷酸丙糖在肌肉中大量堆積，說明磷酸丙糖的代謝受到碘乙酸的抑制。
3.器官水平的代謝研究
切除某種動物的器官后給予某種物質，觀察其代謝改變，可推知該器官的代謝功能。如在對排尿動物的尿素合成部位進行研究時，切除動物的肝臟后發現動物血液中氨基酸水平和血氨水平均升高，而尿中尿素含量下降，動物存活期很短，但切除動物的腎臟卻無此現象，說明肝臟與尿素的合成有關。
4.使用亞細胞成分
運用超離心、差速離心或密度梯度離心等離心技術將細胞內的各種細胞器，如細胞核、核糖體、微粒體、線粒體等進行分離，再使用其他方法來研究亞細胞成分的代謝特點與各種代謝過程在細胞內進行的部位。比如，利用該方法我們得知脂類物質的分解代謝是在線粒體中進行，脂肪酸的合成是在胞漿中進行，核糖體是合成蛋白質的主要場所等。
5.利用正常機體的方法
向動物體內灌注、飼喂或注射大量某種代謝物，然后分析血液、組織或排泄物中的中間產物或終產物，可以幫助我們獲得物質在體內代謝的信息。比如給予實驗動物不同碳原子數的脂肪酸后，分析其排泄物成分，發現奇數碳的脂肪酸與偶數碳的脂肪酸代謝產物不同，也是脂肪酸β‐氧化提出的基礎。