甲基化作用是一種生物化學過程，涉及將甲基（一個碳原子和三個氫原子）從活性甲基化合物（如S-腺苷基甲硫氨酸）轉移到其他分子上。這一過程可以形成各種甲基化合物，或對某些蛋白質、核酸等進行化學修飾，形成甲基化產物。甲基化在生物體內是由酶催化的，它在多種生物學過程中發揮作用，包括但不限於：
基因表達的調控。甲基化可以影響基因的表達水平，通過改變染色質結構、DNA構象、DNA穩定性以及DNA與蛋白質的相互作用方式。例如，DNA甲基化是一種重要的表觀遺傳機制，能夠在不改變DNA序列的情況下，影響遺傳表現。
蛋白質功能的調節。蛋白質甲基化，特別是組蛋白甲基化，是調節基因表達的關鍵方式之一。
核糖核酸(RNA)加工。甲基化還涉及RNA分子的修飾和加工過程。
甲基化過程涉及多種酶和輔助因子，如DNA甲基轉移酶和S-腺苷甲硫氨酸(SAM)。甲基化的模式異常與多種疾病狀態相關，包括癌症、神經退行性疾病等。因此，甲基化在維持生物體健康狀態中扮演著關鍵角色。