Os probióticos são microrganismos vivos que proporcionam benefícios para a saúde através da modulação da microbiota intestinal, do reforço da integridade da barreira intestinal, da regulação imunitária e da inibição de microrganismos patogénicos. Os géneros Lactobacillus e Bifidobacterium estão entre os mais amplamente estudados e demonstraram potencial terapêutico em doenças gastrointestinais, metabólicas, inflamatórias, cardiovasculares e hepáticas. Os recentes avanços nas tecnologias ómicas, incluindo a genómica, a proteómica, a metabolómica e a metaproteómica, permitiram compreender melhor as interações entre os probióticos e o hospedeiro, bem como os mecanismos moleculares subjacentes aos seus efeitos benéficos. No entanto, os probióticos são altamente sensíveis às condições de processamento, armazenamento e ao stress gastrointestinal, o que reduz a sua viabilidade e eficácia terapêutica. A integração dos probióticos com tecnologias de encapsulamento, sistemas de nanodistribuição e abordagens ómicas representa uma estratégia promissora para melhorar os alimentos funcionais, a nutrição personalizada e as aplicações nutracêuticas.