5-メチルシトシン（5mC、ｍ5Cなどと略されることが多い）またはC5-メチルシトシンとは、DNA塩基の一つであるシトシン(C)がメチル化されたものである。 遺伝子の転写調整を始めとする様々な生命現象等に関与している。シトシンがメチル化されると、転写プロセス自体には変化はないが、特に真核生物においては遺伝子発現に変化が生ずる例が知られており、この分野の研究はエピジェネティクスと呼ばれる。 5mCはDNAメチルトランスフェラーゼによるエピジェネティックな修飾により生成される。5mCとヌクレオシドが組み合わさった状態はであり、この状態でDNAに組み込まれている。 5mCではメチル基は六員環の、図の6時方向の窒素原子（NH）から反時計回りに数えて5位の炭素原子に付加される。このメチル基は、シトシンと5mCとを区別する特徴である。
