A Dieta Mediterrânica é caracterizada pela abundância de nutrimentos e substâncias com atividade antioxidante e anti-inflamatória, tendo sido implicada na prevenção do envelhecimento celular e de várias doenças crónicas. O conhecimento sobre a influência global desses nutrimentos na fisiologia celular e humana é crucial para uma melhor compreensão acerca dos benefícios da adesão à Dieta Mediterrânica na saúde e doença. Nesse sentido, as tecnologias “ómicas” são ferramentas analíticas muito atrativas uma vez que fornecem informação molecular funcionalmente inter-relacionada, facultando um nível de conhecimento amplo e integrado sobre a ação desses nutrimentos. Contudo, a aplicação dessa abordagem metodológica ao estudo dos benefícios da adesão à Dieta Mediterrânica é presentemente limitada, em parte devido à sua complexidade científica e sofisticação tecnológica. O presente trabalho estabelece a perspetiva histórica dos principais avanços científicos e tecnológicos subjacentes à Genómica Nutricional. Adicionalmente, analisa a contribuição desta área emergente das Ciências da Nutrição para a elucidação dos mecanismos de ação da Dieta Mediterrânica e para a evolução da nutrição personalizada.