Le meilleur exemple de changements épigénétiques chez les eucaryotes est le processus de différenciation cellulaire. Au cours de la morphogenèse, les cellules souches généralisées deviennent les lignées cellulaires de l'embryon qui, à leur tour, deviennent des cellules entièrement différenciées. En d'autres termes, un seul ovule fécondé - le zygote - se divise et se transforme en tous les nombreux types de cellules : neurones, cellules musculaires, épithélium, vaisseaux sanguins, etc.
Au fur et à mesure que l'embryon se développe, certains gènes sont activés, tandis que d'autres sont désactivés ou modérés. Ce processus est appelé régulation des gènes. Il existe de nombreuses molécules à l'intérieur du noyau cellulaire qui ont pour fonction d'ajuster la production des gènes.
L'ADN et les histones constituent ce que l'on appelle la chromatine. Les modifications épigénétiques de la chromatine sont copiées lors de la division cellulaire. Cela produit une lignée de cellules, qui sont toutes semblables. C'est ce qu'on appelle un tissu.
La méiose annule les changements épigénétiques et remet le génome dans son état de base, de sorte que le processus se déroule à chaque nouvelle génération. Il existe quelques exceptions à cette règle, mais aucune de ces exceptions n'implique de modifications des séquences de paires de bases de l'ADN.
Ce processus est différent des mutations de l'ADN. Les mutations génétiques modifient la séquence primaire de l'ADN, et les mutations peuvent se produire dans n'importe quelle cellule. Cependant, seules les mutations des cellules impliquées dans la reproduction peuvent affecter la progéniture.