W związku z powyższym metylacja chromatyny stanowi jeden z najważniejszych mechanizmów odpowiedzialnych za regulację ekspresji genów w przypadku organizmów jądrowych.
U ssaków około 5% reszt cytozynowych jest stale zmetylowanych, metylacja zachodzi zazwyczaj w dinukleotydowych sekwencjach CpG, często nazywanych "wyspami CpG". U roślin procent metylacji jest zazwyczaj większy – często wynosi on około 30%, proces ten może zachodzić w sekwencjach symetrycznych postaci wysp CpG i wysp CpNpG (gdzie N oznacza dowolny nukleotyd) oraz w sekwencjach niesymetrycznych w obrębie wysp CpNpN. Zazwyczaj metylacja u bezkręgowców obejmuje mniejszą część chromatyny, u niektórych organizmów takich jak Drosophila melanogaster nie zachodzi.
Przede wszystkim, poziom ekspresji danego genu jest skorelowany z ilością zmetylowanego DNA w sekwencji promotora. Im stopień metylacji jest większy tym słabsza ekspresja danego genu. Należy zauważyć, że geny mogą być aktywowane lub wygaszane przez dodawanie bądź usuwanie grup metylowych. Przykładowa silna metylacja transgenu przed wprowadzeniem go do komórki zazwyczaj prowadzi do zahamowania jego transkrypcji. Natomiast wprowadzenie do sekwencji DNA azacytozyny, będącej analogiem cytozyny, który nie może być zmetylowany w pozycji 5 prowadzi do aktywacji uprzednio zablokowanego genu.