DNA replikasyonu bir hücrenin çekirdeğinde gerçekleşir. Hücre döngüsü S fazı sırasında, bir hücrenin bölünmesi gereken herhangi bir zamanda DNA replikasyonu oluşur. Hücre bölünmesinden önce, DNA çoğaltma işlemi kromozomların kopyalanmasını sağlar.
Helikaslar ve SSB proteinleri, çift sarmal telini kısmen gevşetir. İki DNA dizisi anti-paralel yönlerde açılır ve DNA polimeraz sentezin başladığı yere gider. Önde gelen iplikçik olan primaz, polimeraz III yardımı ile ikinci bir iplikçik oluşturmak için çalışan bir RNA primeri bırakır. Bu ikinci iplikçik, çift sarmalın açacağı aynı yönde inşa edilmiştir. Okazki parçaları, RNA primerleri kalan boşlukları doldurduğunda ortaya çıkar ve DNA nükleotitleri, RNA primerinin çıkardığı DNA polimerazının yerini alır. Uzun bir sürekli iplik, parçaların sızdırmazlığının bir tür enzim olan DNA ligazından kaynaklandığı zaman ortaya çıkar.
Bazı hücreler kemik iliğindeki, saçtaki ve tırnaklardaki gibi DNA replikasyonunu sürekli olarak böler ve geçirir. Diğer hücreler birkaç bölünme döngüsünden geçer ve sonra sadece kas, kalp ve beyindeki özel hücreler gibi dururlar. Yine de diğer hücreler karaciğer hücreleri ve cilt hücreleri gibi tamamen bölünmeyi durdurur.
