Metionina to niezastąpiony aminokwas, który jest donorem grup metylowych w procesach przenoszenia grup metylowych w organizmie, funkcjonując w postaci S-adenozylometioniny i pełniąc funkcje koenzymu różnorodnych metylaz. Stąd metionina odgrywa ważną rolę w syntezie choliny i lecytyny, sprzyja normalizacji przemiany lipidów, zapobiega stłuszczeniu wątroby i innym jej uszkodzeniom oraz wykazuje działanie przeciwmiażdżycowe. Ponadto pełni ona ważną rolę w czynności nadnerczy, przede wszystkim w syntezie adrenaliny, a także w procesach inaktywacji katechola-min, regulując tym samym równowagę katecholaminową. Udowodniono istnienie ścisłego związku między metionina a przemianą kwasu foliowego oraz witaminami B6 i B12. Metionina jest substancją wyjściową dla cysteiny, która stanowi element struktury jednego z ważniejszych antyoksydantów . komórkowych - glutationu. Tym sposobem, metionina wpływa na antyoksydacyjny status organizmu, a także jest ważna w procesach detoksykacji ksenobiotyków i biotransformacji leków (poprzez połączenie z glutationem). Z metioniny tworzy się również kwas aminosulfonowy - tauryna, posiadający szerokie spektrum oddziaływania farmakologicznego (tworzenie kwasów żółciowych, normalizacja czynności serca, mózgu, trzustki itd.).

Ponadto metionina poprawia stan skóry, zapobiega łamliwości paznokci i wypadaniu włosów. Wskazana jest w osteoporozie, zatruciu ciążowym, chorobach reumatycznych i alergicznych. Zaleca się ją kobietom stosującym doustne środki antykoncepcyjne.