Воздействие вредных и опасных производственных факторов на предприятиях горнорудной промышленности формирует риски для здоровья работников при длительной производственной экспозиции химическими веществами с воздухом рабочей зоны. Реализация риска может формировать ущерб здоровью работников основных профессий подземной добычи руд. Целью работы было оценить негативные эффекты у работников предприятия горнорудной промышленности, подвергающихся воздействию металлов с воздухом рабочей зоны, путем исследования белков-мишеней. Методы химико-аналитического, протеомного, статистического и биоинформационного анализа применены для оценки воздействия металлов с воздухом рабочей зоны на работников подземной добычи медно-никелевых руд. Среднесменная экспозиция металлами на уровне до 0,2 мг/м³ (до 4 ПДК) обуславливает повышение концентрации кобальта, хрома, никеля, меди и марганца в супернатанте крови работников группы наблюдения в 1,4–2,6 раза относительно аналогичных показателей группы сравнения. Сравнительный анализ протеомных карт выявил 33 значимо различающихся белковых пятна, из которых в 15 имела место связь изменения интенсивности с повышением концентрации изучаемых металлов в супернатанте. Идентификация и анализ белков, обнаруженных в указанных белковых пятнах, показали, что они ассоциированы с нарушением функций нервной и сердечно-сосудистой систем, органов пищеварения. Выявленные белки участвуют в развитии окислительного стресса, метаболических и нейродегенеративных нарушений. Внедрение протеомного исследования повышает эффективность прогнозирования и ранней профилактики производственно-обусловленных неблагоприятных исходов у работников горнорудной промышленности.