DNA metüülimine on bioloogiline protsess, mille käigus DNA nukleotiidile lisatakse metüülrühm, mis on orgaaniline funktsionaalrühm valemiga CH3. DNA või desoksüribonukleiinhape on oluline nukleiinhape, mis talletab iga organismi geneetilist teavet. See koosneb neljast erinevast molekulist, mida tuntakse nukleotiididena; neid nimetatakse adeniiniks, tsütosiiniks, guaniiniks ja tümiiniks. DNA metüülimise kaudu saab metüülrühma siduda tsütosiini süsinikuaatomiga või adeniini lämmastikuaatomiga. Metüülrühma lisamine nendele nukleotiididele võib teenida mitmeid olulisi bioloogilisi eesmärke, nagu näiteks inimese genoomis leiduva potentsiaalselt kahjuliku viiruse geneetilise teabe allasurumine.
Paljude eri tüüpi organismide DNA võib läbida DNA metüülimise, kuigi see ei pruugi alati täita sama funktsiooni. Näiteks taimedes usuvad teadlased, et metüleerimine toimub geenide deaktiveerimiseks, mis muidu võivad põhjustada kahjulikke mutatsioone. Seente puhul kasutatakse seda protsessi teatud geenide ekspressiooni modereerimiseks ja kontrollimiseks, lähtudes seeni mõjutavatest konkreetsetest tingimustest. Metüülimine imetajatel samamoodi modereerib ja pärsib teatud geenide ekspressiooni; lisaks osaleb see kromatiini, valgu-DNA kompleksi, mis moodustab kromosoomide struktuuri, tootmises.
DNA nukleotiididele metüülrühma kinnitamiseks on vaja mitmesuguseid ensüüme või valke, mis katalüüsivad biokeemilisi reaktsioone. DNA metüülimiseks vajalikku spetsiifilist ensüümide perekonda nimetatakse DNA metüültransferaasiks. DNA metüülimine kipub järgima mustrit; kui nukleotiid on metüleeritud, metüleeritakse ka selle nukleotiidi koopiad pärast DNA replikatsiooni, mis toimub tavaliselt raku jagunemise käigus. De novo metüültransferaasid vastutavad esialgse metüülimise eest, mis toimub varajases arengus. Säilitavad metüültransferaasid lisavad nukleotiididele metüülrühmi, mis tekivad DNA replikatsiooni teel; need tagavad, et metüleeritud DNA koopiad on samuti metüleeritud.
Teadlased kasutavad DNA metüülimise tuvastamiseks DNA proovides palju erinevaid meetodeid. Selliseid meetodeid saab kasutada antud DNA ahela metüülimise määramiseks ja määrata, milliseid konkreetseid geene metüleerimine mõjutab. Erinevate DNA metüülimise analüüsimeetodite kaks peamist eesmärki on profiilide koostamine ja tüpiseerimine. Profileerimine on suunatud terve genoomi või sarnaselt suure geneetilise proovi metüülimise iseloomustamisele. Tüpistamise eesmärk on uurida mõne geeni või DNA segmendi metüülimist paljudes proovides, et tagada täpsus ja tuvastada erinevusi erinevates proovides.