DNAメチル基転移酵素の働きによって、DNAのCpGという配列の部分のC（塩基）にメチル基が付加されること。高等生物の場合は、シトシンがメチル化される。メチル化により、転写の抑制、核内のクロマチン構造の変化、女性の持つ2つのX染色体のうちの1つの不活性化などが起こる。高等生物の場合は、細胞の種類を決定するなど、体をつくる上で重要な仕組みでもある。エピジェネティクス現象の最大の原因でもあり、がん患者などではこのメチル化のパターンが異常なことが多い。