Le cycle cellulaire permet la production de cellules filles identiques, aux mutations près, à la cellule mère. Après une phase de
réplication selon un système semi-conservatif et une duplication de certains organites, la cellule entre dans un processus de division cellulaire nommé mitose, constitué de 4 étapes.

La prophase : cette phase est caractérisée par une condensation des chromatides, les chromosomes devenant visibles par coloration au microscope optique. Chez les Métazoaires et les Angiospermes, la phosphorylation des lamina permet la dissociation de l’enveloppe nucléaire.

La métaphase : les chromosomes condensés s’associent par les kinétochores présents sur leur centromère à des microtubules et sont disposés le long d’un plan équatorial.

L’anaphase : le raccourcissement des microtubules kinétochoriens couplé au coulissement des microtubules astériens permet la séparation des chromatides sœurs et leur migration vers les pôles de la cellule. Chaque cellule reçoit donc une chromatide de
chaque chromosome, ce qui permet une égale répartition de l’information génétique.

La télophase : la décondensation de l’ADN est couplée à la restauration de l’enveloppe nucléaire chez les espèces chez qui elle disparaît. La cytodiérèse sépare la cellule en deux cellules filles. Cette cytodiérèse résulte du coulissement d’un anneau d’actine chez les Métazoaires et de la mise en place d’un phragmoplaste par fusion de vésicules golgiennes chez les Angiospermes.

Des points de contrôle avant la prophase et en fin de métaphase permettent un déroulement sans anomalies de la mitose le plus souvent. Parfois, quelques anomalies lors de cette mitose sont à l’origine de mutations chromosomiques somatiques, comme des translocations.