Ökaryotik bir hücrede, kromozom replikasyonu, DNA sentezi veya hücre döngüsünün S fazı sırasında gerçekleşir. Normal durumda, bir kromozom, bir DNA molekülü içeren uzun, ince bir kromatin lifidir. Bir kez kopyalandığında, bir kromozom, her biri DNA molekülünün bir kopyasını içeren iki özdeş kardeş kromatitten oluşur. Mitoz sırasında, kardeş kromatitler ayrılır ve iki kız hücreye dağıtılır.
Ökaryotlarda, mitotik hücre bölünmesi, aynı genetik maddenin iki kız hücreye dağıtılmasını içerir. Hartnell College'a göre, hücre döngüsü, interfaz ve mitoz olmak üzere iki ana faza ayrılır. Faz arası ayrıca üç alt faza ayrılır: ilk boşluk veya G1 fazı; DNA sentezi; ve ikinci boşluk veya G2 fazı. Bir hücre bölünmediğinde, normal hücresel fonksiyonlarını G0 fazında gerçekleştirir. Bu faz boyunca, her bir kromozom normal, uzun, ince bir kromatin lifi formundadır. Bir hücre bölünme için hücre döngüsüne girdiğinde, önce proteinler ve sitoplazmik organeller üreterek büyümeye başlar. Bu büyüme, fazın tüm alt evrelerinde devam eder. S evresinde, DNA polimerazları ve diğer enzimler DNA iplikçiklerine etki ettiğinde kromozomlar kopyalanır. DNA'nın çift sarmal yapısı çözülmez ve her iplik yeni ipliklerin sentezi için bir şablon görevi görür. Bir hücre bölünmeye hazır olduğunda, mitotik faza girer. Mitoz sırasında, hücre her biri kardeş kromatitlerden birini içeren her iki hücreye bölünür.
