La mayoría de los análisis rutinarios en paleoproteómica se engloban dentro de la categoría de proteómica de escopeta (shotgun proteomics), una metodología de alta resolución basada en espectrometría de masas en tándem para el estudio de materiales arqueológicos y paleontológicos. Esta técnica resulta especialmente adecuada para investigaciones que persiguen la identificación exhaustiva del proteoma presente en una muestra, la detección de proteínas en bajas concentraciones o el análisis de muestras con mezclas complejas de proteínas potenciales.

Si bien en tejidos arqueológicos como el hueso el contenido proteico está dominado por el colágeno tipo I, existe un conjunto más amplio de proteínas cuya detección puede proporcionar información más relevante y específica que la derivada exclusivamente del colágeno. Por otro lado, el esmalte dental constituye otro excelente candidato para la proteómica de escopetazo. Aunque las proteínas presentes en este tejido son escasas, suelen ser altamente informativas y desempeñan un papel clave en estudios de carácter evolutivo.

Una alternativa a esta técnica es ZooMS (Zooarchaeology by Mass Spectrometry) o huella peptídica por espectrometría de masas, utilizada principalmente para la identificación taxonómica. A diferencia del enfoque de proteómica de escopeta, ZooMS se centra en el análisis de una única proteína dominante, como el colágeno tipo I en el caso de los huesos. Esta metodología se aplica sobre todo a materiales con alto contenido en colágeno, tales como hueso, cuero, dentina o marfil, para los cuales existen bibliotecas de referencia bien consolidadas. También se han desarrollado bibliotecas más específicas para otros materiales, como cáscaras de huevo o tejidos queratínicos (plumas, cuernos, etc.).

Comparado con otras técnicas biomoleculares, ZooMS destaca por su eficiencia en términos de tiempo y coste, lo que permite el análisis de grandes volúmenes de muestras en periodos reducidos, siendo especialmente útil en estudios de carácter sistemático o con amplias colecciones arqueológicas y paleontológicas.