表觀遺傳變異的分子機制有以下幾點：
1、DNA甲基化；
2、 RNA幹擾；
3、組蛋白修飾與染色質重塑；具體內容如下：
1.DNA 甲基化與去甲基化：
DNA的甲基化是生物關閉基因表達的壹種有效手段，也是印記遺傳的主要機制之壹；基因的去甲基化可能使得印記丟失，基因過度表達，甚至引起腫瘤或癌癥的發生，如促腫瘤生長因子IGF2基因過度表達引發大腸癌。 DNA 甲基化與去甲基化是表觀遺傳的重要機制之壹。
2.RNA幹擾 (RNA interference，RNAi)
是正常生物體內抑制特定基因表達的壹種現象，是指當細胞中導入（或內源產生）與某個特定mRNA編碼區同源的雙鏈RNA(dsRNA)時，該mRNA發生降解或者翻譯阻滯而導致基因表達沈默的現象。這種現象發生在轉錄後水平，又稱為轉錄後基因沈默。是表觀遺傳的重要機制之壹。
3.組蛋白修飾與染色質重塑
組蛋白（H1,H2A,H2B,H3,H4 ）可發生甲基化、乙酰化等修飾，修飾的組蛋白改變了與DNA雙鏈的親和性，從而改變染色質的疏松或凝集狀態，或通過影響轉錄因子與啟動子的親和性來發揮對基因的調控作用。
核小體的核心組蛋白可以發生許多翻譯後修飾, 包括甲基化、 乙酰化、磷酸化、泛素化及ADP 核糖基化。這些修飾通過影響組蛋白與DNA、組蛋白與組蛋白之間的相互作用而改變染色質的結構。
組蛋白的單壹修飾往往不能獨立地發揮作用, 幾種不同修飾（不同類型的修飾、不同位點的修飾）的聯合存在往往作為壹種標誌或語言, 被壹系列特定的蛋白所識別, 從而改變染色質狀態以實現對特定基因表達的調節。因此這些聯合修飾也被稱為組蛋白密碼。