转录组研究层次主要针对基因的表达调控，即转录调控(Transcriptionalregulation)事件进行的研究。实验层面可通过已被广泛采用的基因表达谱芯片技术（microarraytechnology）对全基因组内基因表达水平进行全面检测，并结合系统生物学数据分析得以实现。标准统计学分析获得组别之间的差异表达基因；采用针对性的算法进一步挖掘差异基因的分子功能模块，特定功能分子通路，甚至重建出精确的基因顺式调控网络（cis-regulationnetwork）。

转录调控的研究涉及到多层次基因组，转录组和表观组学研究范畴。因此，基因表达谱实验数据更多时候将要结合其他组学的数据共同挖掘基因调控规律，例如，结合转录因子蛋白-DNA相互作用的数据（可ChIP-on-chip或是ChIP-Seq提供），结合DNA甲基化的数据（可由MeDIP-Seq，或RRBS提供），结合染色质异构与修饰数据（可由ChIP-Seq提供）或smallRNA的信息（可有smallRNA芯片或sRNA-Seq测序数据提供）。多方面的数据汇总整合，可为确定基因的调控网络结构和规律提供更加有力的支持证据。