甲基转移是生物学重要的有机化学反应，其中甲基从一个化合物转移到另一个化合物。

由于N5、N10-亚甲四氢叶酸的酶促还原作用生成N5-甲基四氢叶酸，由一种钴胺酰胺酶的作用将甲基由N5-甲基四氢叶酸转移到同型半胱氨酸上而生成甲硫氨酸。甲硫氨酸由于ATP的作用变成S-腺苷酰甲硫氨酸，此化合物被用做甲基供体生成各种甲基化合物。作为胆碱氧化形式的甜菜碱等也起甲基供体作用。甲基转移反应不仅与含有甲基的胆碱、肌酸、肾上腺素等物质的生成有关系，而且也与解毒、磷脂的变化、核酸及蛋白质的甲基化也有关系，在生理上也是重要的。已知有数十种对各种化合物具特异的转甲基酶。

转甲基作用的一个例子是从同型半胱氨酸中回收甲硫氨酸。 为了在代谢应激期间维持足够的反应速率，该反应需要足量的维生素B12和叶酸。 甲基四氢叶酸传递甲基以形成高半胱氨酸甲基化所需的维生素B12。 维生素B12或叶酸缺乏导致循环同型半胱氨酸水平升高， 同型半胱氨酸水平升高是心血管疾病的危险因素，并与代谢综合征（胰岛素敏感性异常）有关。