Під регуляцією експресії генів мається на увазі складна сукупність молекулярних механізмів, завдяки яким клітини можуть збільшувати або зменшувати кількість продуктів експресії певних генів (РНК або білків) у відповідь на зміну зовнішніх умов і факторів. Регуляція експресії дозволяє існування різних фенотипів у клітин, що мають ідентичні геноми; це своєю чергою обумовлює гнучкість живих систем та можливість пристосування до зміни факторів середовища. Регуляція експресії генів відіграє ключову роль у таких біологічних явищах, як, наприклад, адаптація бактерій до нового середовища з альтернативним набором поживних речовин. Інформація, закодована в генах транскрибується в РНК, яка після відповідного процесингу транслюється на рибосомі у поліпептидний продукт (білок). Загалом, будь-яка з ланок цього процесу може бути регульована; тому прийнято розрізняти регуляцію генів на рівні транскрипції, регуляцію генів на рівні трансляції тощо.
