泛素化是指泛素（一類低分子量的蛋白質）分子在一系列特殊的酶作用下，將細胞內的蛋白質分類，從中選出靶蛋白分子，并對靶蛋白進行特異性修飾的過程。這些特殊的酶包括泛素激活酶、結合酶、連結酶和降解酶等。泛素化在蛋白質的定位、代謝、功能、調節和降解中都起著十分重要的作用。
同時，它也參與了細胞周期、增殖、凋亡、分化、轉移、基因表達、轉錄調節、信號傳遞、損傷修復、炎癥免疫等幾乎一切生命活動的調控。泛素化與腫瘤、心血管等疾病的發病密切相關。因此，作為近年來生物化學研究的一個重大成果，它已然成為研究、開發新藥物的新靶點。