组蛋白的甲基化是发生在精氨酸和赖氨酸上的共价修饰作用，称之为组蛋白甲基化作用。精氨酸可以被单甲基化或双甲基化，而赖氨酸可以被单甲基化、双甲基化或三甲基化。负责组蛋白甲基化的酶类有三种，赖氨酸特异性SET结构域组蛋白甲基化酶，负责组蛋白H的4位（H3K4）、9位（H3K9）、27位（H3K27)赖氨酸及组蛋白H.的20位赖氨酸的甲基化。
绝大多数组蛋白的共价修饰作用都是可逆的。LSDl是第一个被发现的组蛋白去甲基化酶，它可以去掉H3K4和H3K9的甲基化。随后，发现了JMD2家族、JARID1、Pad4等，他们分别使组蛋白不同位置的赖氨酸或精氨酸发生去甲基化。目前，组蛋白H，的K4、K9、K27、K36、K79和H。的K20是组蛋白赖氨酸甲基化的常发位点，不同位点的甲基化及甲基化程度会引发不同的效应。组蛋白的甲基化标记可能与基因表达的激活、延伸或抑制有关.
