Elle est nécessaire à la synthèse de la S-adénosylméthionine (SAM), un donneur de groupes méthyle utilisé dans de nombreuses réactions de méthylation, y compris la méthylation de l'ADN, des protéines et des lipides. La méthionine contribue aussi à la formation du glutathion, un antioxydant. Le glutathion aide à protéger les cellules contre les dommages causés par les radicaux libres et les espèces réactives de l'oxygène. 

La méthionine est impliquée par ailleurs  dans la santé du foie et dans la détoxification des substances nocives. Elle est nécessaire à la synthèse de la phosphatidylcholine, un composant important des membranes cellulaires hépatiques.

Enfin, comme tous les acides aminés, la méthionine est nécessaire à la croissance et à la réparation des tissus dans tout le corps.