Como otros aminoácidos forma parte de proteínas importantes para las células. La metionina proporciona un grupo metilo para procesos tan importantes como la metilación del ADN, la biosíntesis de la clorofila o la biosíntesis de la pared celular. Además, actúa como precursora de la síntesis de la hormona etileno, de poliaminas que actúan como factores de crecimiento (espermidina y espermina), de moléculas con actividad contra el estrés abiótico (glicina-betaina) y de moléculas con actividad contra plagas (glucosinolatos).