La modificación covalente es la alteración de una proteína sintetizada facilitada por un catalizador. La estructura y función de la proteína se modifica, cambiando su papel en la regulación celular.
Las modificaciones covalentes implican la adición o eliminación de grupos químicos en una proteína y pueden incluir uno o varios aminoácidos. Las modificaciones pueden ser reversibles e irreversibles. Las modificaciones irreversibles son más intensas en energía ya que requieren la síntesis de una nueva proteína. Las modificaciones irreversibles están asociadas con procesos fisiológicos en cascada. Se observan reacciones reversibles en los procesos metabólicos y en la regulación de la señalización. Las reacciones reversibles a menudo requieren diferentes enzimas para completar la reacción en la dirección directa e inversa.