DNA甲基化是最稳定的表观遗传修饰，由DNA甲基转移酶（DNMT1维持甲基化在复制后半甲基化位点恢复完整甲基化、DNMT3A/3B催化de novo甲基化）在CpG位点的胞嘧啶C5位添加甲基形成5mC。CpG岛（启动子区域富含CpG位点的区域）甲基化通过招募MBD蛋白和NuRD/CoREST抑制复合物沉默基因转录。DNA去甲基化通过TET酶（TET1/2/3）氧化5mC→5hmC→5fC→5caC后经BER途径移除或被动稀释。异常甲基化（肿瘤抑制基因启动子高甲基化和全基因组低甲基化）是肿瘤表观遗传标志。
