Metylaatio tarkoittaa metyyliryhmien (-CH3) liittymistä tai substituutiota yhdisteeseen.
Biokemiassa metylaatiolla tarkoitetaan reaktiota, joka voi kohdistua esimerkiksi genomisen DNA:n (eli solussa olevan DNA-osion, joka ei sisällä soluelinten DNA:ta, vaan koostuu kromosomeista) nukleotideihin. Tällöin se säätelee geenien transkriptiota.