Como outros aminoácidos, faz parte das proteínas importantes para as células. A metionina proporciona um grupo metilo para processos tão importantes como a metilação do DNA, a biossíntese da clorofila ou da parede celular. Além disso, também funciona como um precursor para a síntese da hormona etileno, das poliaminas que atuam como fatores de crescimento (espermina e espermidina), de moléculas com atividade contra o stress abiótico (glicina-betaína), e de moléculas com atividade contra as pragas (glucosinolatos).