组蛋白甲基化是真核生物染色体上包裹DNA的组蛋白之离胺酸或精胺酸被甲基化的转译后修饰,多发生在组蛋白H3与组蛋白H4向外延伸的N端尾,此反应由组蛋白甲基转移酶催化,将S-腺苷甲硫氨酸中的甲基转移到组蛋白上,其中离胺酸可被加上一至三个甲基,精胺酸则可被加上一或两个甲基,过去认为此修饰不可逆,但现在已知有组蛋白脱甲基酶可将组蛋白上的甲基水解移除。组蛋白甲基化可影响染色体结构以及与其他蛋白的结合力,因被修饰的氨基酸种类和加上的甲基数目不同,此修饰可能促进或降低基因的转录,如H3K4me2、H3K4me3与H3K79me3一般可促进转录,H3K9me2、H3K9me3、H3K27me2、H3K27me3和H4K20me3则抑制转录,另外有些组蛋白甲基化位点和DNA修复有关,可与参与DNA修复的蛋白结合。组蛋白上不同位点的多种修饰可能组合成组蛋白密码,共同影响染色体结构,并与细胞中的其他蛋白结合以调控基因的转录
组蛋白修饰酶泛指真核生物细胞中转译后修饰包裹DNA的组蛋白之酵素。组蛋白上的许多位点可被酵素修饰,共同组成组蛋白密码。已知的修饰种类包括组蛋白乙酰化、组蛋白甲基化、磷酸化、泛素、GlcNAc糖基化、二磷酸腺苷核糖基化、瓜氨酸化、脯胺酸异构化与SUMO修饰等,这些修饰可能改变染色体结构或与其他蛋白结合的能力,进而促进或抑制基因的转录。