表观遗传机制在健康发育中起着重要作用。相反，精确调控的表观遗传机制在癌症等疾病中被破坏。
在大多数哺乳动物中，雌性有两条X染色体 (XX) ，而雄性有一条x染色体和一条Y染色体 (XY)。X染色体包含的基因明显多于Y染色体。因此，为了防止女性X染色体连锁基因的过度表达，两条X染色体中的一条在发育早期被随机沉默。这个过程称为X染色体失活，是由DNA甲基化调节的。科学家发现，在非活性X染色体的基因启动子位点上，DNA甲基化程度比活性X染色体高。DNA甲基化阻止转录机制附着到启动子区域，从而抑制基因转录。
DNA甲基化异常在肿瘤中起重要作用。大多数基因的启动子区域包含由磷酸基团连接的胞嘧啶和鸟嘌呤核苷酸。这些地区被称为CpG 岛。在健康细胞中，CpG岛没有甲基化。然而，在癌细胞中，抑癌基因或细胞周期调控因子启动子区的CpG 岛过度甲基化。甲基化关闭了这些基因的表达，使癌细胞能够快速而不受控制地分裂。
