微生物宏蛋白组（microbial metaproteome），理学-生态学-微生物生态学-环境微生物组-微生物宏蛋白组，环境中微生物的全部蛋白质的总和。微生物宏蛋白组通常运用宏蛋白质组技术对不同生境中微生物产生的所有蛋白质进行研究与分析。宏蛋白质组技术在极端环境中的微生物功能基因表达、特殊功能蛋白开发以及生态元素循环等领域均显示出强大的分析能力。在环境微生物研究中，由于样品组成较为复杂，并且缺乏完整的微生物群落基因组的背景信息，因而，采用宏蛋白质组学的方法对其中的所有蛋白质进行研究来获取群落结构和功能的信息具有重要意义。微生物宏蛋白组研究的技术路线主要包括环境总蛋白提取及纯化、蛋白质分离及鉴定和数据处理。其中，环境蛋白质提取纯化以生物化学的技术为主；蛋白质分离一般采取凝胶电泳或者液相色谱法；蛋白质鉴定通常采取各种质谱分析方法，蛋白质的数据对比通常是以生物信息学为基础，获取蛋白质的全面信息。在微生物生态学的研究中使用宏蛋白质组学技术，可以对微生物群落结构和功能进行研究。宏蛋白质组学的研究工作尚处于初级阶段，很多问题有待解决。