DNA'nın kendisinin tam bir kopyasını aldığı işlem, DNA replikasyonu olarak bilinir ve hücresel replikasyon sırasında birçok aşamada gerçekleşir. İşlem yarı-duyarlıdır ve DNA'nın bulunduğu hücrenin çekirdeğinde meydana gelir.
DNA replikasyonu, çift sarmallı DNA'nın iki ayrı tekil DNA şeridine ayrılmasıyla başlar. Bu, enzim sarmalının içinden geçer. Bu enzim, çift sarmallı DNA'yı gevşetir ve kendi tellerinin içinde çoğaltma çatalları oluşturur. Tek sarmallı bağlanma proteinleri, yeni tekil DNA sarmallarının ayrı kalmasını sağlamak için helikaz ile birlikte çalışır. Daha sonra, DNA polimerazı kendisini tek sarmallı DNA'nın çoğaltma çatalına bağlayabilir ve DNA sarmalları boyunca 5 'ila 3' yönünde hareket edebilir. DNA polimerazı DNA zincirini aşağı doğru ilerledikçe, çift iplikli DNA'yı oluşturmak için tek iplikli DNA'ya tamamlayıcı baz çiftleri ekler.DNA'nın DNA polimerazı ile replikasyonu, öncü ve gecikmeli bir iplikçik ile gerçekleşir. Önde gelen iplikçik, ilk önce çoğaltılmış olan DNA zinciridir; buna karşılık, gecikmeli iplikçik, öndeki iplikçikten sonra çoğaltılmaktadır. DNA polimerazı öncü ve geciken iplikçiklerin sonuna ulaştığında, enzim DNA iplikçiklerini tamamlar ve iki son çift iplikli DNA bileşiği üretilir.
