DNA甲基化是最早發現的修飾途徑之壹，存在於所有高等生物中。DNA甲基化能關閉某些基因的活性，去甲基化則誘導了基因的重新活化和表達。
DNA甲基化的主要形式:5-甲基胞嘧啶、N6-甲基腺嘌呤、7-甲基鳥嘌呤。
真核生物細胞內存在兩種甲基化酶活性:
日常型甲基轉移酶:對半甲基化的DNA有較高的親和力，特異性強
從頭合成型甲基轉移酶:不需要母鏈指導，但速度很慢
DNA甲基化抑制基因轉錄的機理:
DNA甲基化導致某些區域DNA構象變化，從而影響了蛋白質與DNA的相互作用，抑制了轉錄因子與啟動區DNA的結合效率。