組蛋白（histone）是指所有真核生物的細胞核中,與DNA結合存在的堿性蛋白質的總稱。其分子量約10000～20000。
真核生物體細胞染色質中的堿性蛋白質,含精氨酸和賴氨酸等堿性氨基酸特別多,二者加起來約為所有氨基酸殘基的1/4。組蛋白與帶負電荷的雙螺旋DNA結合成DNA-組蛋白復合物。因氨基酸成分和分子量不同,主要分成5類。
組蛋白的甲基化修飾主要是由一類含有SET結構域的蛋白來執行的,組蛋白甲基化修飾參與異染色質形成、基因印記、X染色體失活和轉錄調控等多種主要生理功能,組蛋白的修飾作用是表觀遺傳學研究的一個重要領域。組蛋白甲基化的異常與腫瘤發生等多種人類疾病相關,可以特異性地激活或者抑制基因的轉錄活性。研究發現,組蛋白甲基轉移酶的作用對象不僅僅限于組蛋白,某些非組蛋白也可以被組蛋白甲基轉移酶甲基化,這將為探明細胞內部基因轉錄、信號轉導、甚至個體的發育和分化機制提供更廣闊的空間。