組蛋白（histone）是真核生物體細胞染色質與原核細胞中的堿性蛋白質，和DNA共同組成核小體結構。它們是染色質的主要蛋白質組分，作為DNA纏繞的線軸，并在基因調控中發揮作用，但是原核細胞組蛋白對基因調控的作用非常微弱。沒有組蛋白，染色體中未纏繞的DNA將非常長（人類DNA中的長寬比超過1000萬比1）。例如，每個人類二倍體細胞（含有23對染色體）具有約1.8米長的DNA，但是在組織蛋白上纏繞它具有約90微米（0.09毫米）的染色質，當在有絲分裂期間復制和濃縮時，其導致約120微米的染色體。
組蛋白（histone）是指所有真核生物的細胞核中，與DNA結合存在的堿性蛋白質的總稱。其分子量約10000～20000Kda。
真核生物體細胞染色質中的堿性蛋白質，含精氨酸和賴氨酸等堿性氨基酸特別多，二者加起來約為所有氨基酸殘基的1/4。組蛋白與帶負電荷的雙螺旋DNA結合成DNA-組蛋白復合物。因氨基酸成分和分子量不同，主要分成5類。
組蛋白的甲基化修飾主要是由一類含有SET結構域的蛋白質來執行的，組蛋白甲基化修飾參與異染色質形成、基因印記、X染色體失活和轉錄調控等多種主要生理功能，組蛋白的修飾作用是表觀遺傳學研究的一個重要領域。組蛋白甲基化的異常與腫瘤發生等多種人類疾病相關，可以特異性地激活或者抑制基因的轉錄活性。研究發現，組蛋白甲基轉移酶的作用對象不僅僅限于組蛋白，某些非組蛋白也可以被組蛋白甲基轉移酶甲基化，這將為探明細胞內部基因轉錄、信號轉導、甚至個體的發育和分化機制提供更廣闊的空間。
組蛋白的基因非常保守。親緣關系較遠的種屬中，四種組蛋白（H2A、H2B、H3、H4）氨基酸序列都非常相似，如海膽組織H3的氨基酸序列與來自小牛胸腺的H3的氨基酸序列間只有一個氨基酸的差異，小牛胸腺的H3的氨基酸序列與豌豆的H3也只有4個氨基酸不同。不同生物的H1序列變化較大，在某些組織中，H1被特殊的組蛋白所取代。如成熟的魚類和鳥類的紅細胞中H1則被H5所取代，精細胞中則由精蛋白代替組蛋白。染色質中的組蛋白與DNA的含量之比為1:1。
真核生物細胞核中組蛋白的含量約為每克DNA 1克，大部分真核生物中有5種組蛋白，兩棲類、魚類和鳥類還有H5以替代或補充H1。染色質是由許多核小體組成的，H2A，H2B，H3和H4各2個分子構成的8聚體是核小體的核心部分，H1的作用是與線性 DNA結合以幫助后者形成高級結構。組蛋白是已知蛋白質中最保守的，例如，人類和豌豆的H4氨基酸序列只有兩個不同，人類和酵母的H4氨基酸序列也只有8個不同，這說明H4的氨基酸序列在約10^9年間幾乎是恒定的。
功能：
填充蛋白質
組蛋白作為DNA纏繞的線軸。 這使得能夠在細胞核內將真核細胞的大型的基因組所必需的壓實物：壓實的分子比未壓實的分子短40,000倍。
染色質調控
組織蛋白進行翻譯后修飾，以更改它與DNA及其他核蛋白的相互作用。組織蛋白H3及H4有著核小體伸出的長尾巴，能夠在不同的地方進行共價修飾。這種修飾包括有甲基化、瓜氨化、乙酰基化、磷酸化、小泛素相關修飾化、泛素化及二磷酸腺苷核糖基化。組織蛋白核心（即H2A及H3）亦可以作出修飾。修飾的組合可以組成編碼，成為組織蛋白編碼。組織蛋白修飾在不同的生物過程起著作用，包括基因表觀調控、DNA修復、有絲分裂及減數分裂。
組織蛋白修飾的命名是：
先以組蛋白名稱開始，如H3；單一字母的氨基酸簡稱，如K代表賴氨酸，及在蛋白質的位置；及修飾的種類，Me即甲基化、P即磷酸化、Ac即乙酰化及Ub即泛素化。
