Trong quá trình nguyên phân, nhân của tế bào eukaryote tách thành hai. Tế bào mẹ trải qua các giai đoạn phân chia khác trước khi hình thành hai tế bào con giống hệt nhau về mặt di truyền, chúng cũng có thể nhân đôi.
Có năm giai đoạn trong quá trình nguyên phân: prophase, metaphase, anaphase, telophase và cytokinesis. Trước quá trình này, mỗi nhiễm sắc thể, là một phân tử phức tạp chứa vật liệu di truyền như DNA và RNA, tạo ra một bản sao chính xác của chính nó. Trong giai đoạn đầu tiên của quá trình nguyên phân, prophase, tế bào tiếp tục chuẩn bị cho quá trình nhân đôi. Các nhiễm sắc thể cô đặc lại, các trung tâm và asters nhân đôi, và màng nhân bắt đầu tan rã.
Trong quá trình hoán vị, các nhiễm sắc thể xếp thành hàng ở giữa tế bào. Các nhiễm sắc thể đã nhân đôi được nối với các sợi trục bởi tâm động của chúng. Anaphase sớm được đặc trưng bởi sự phân tách của các tâm động khi một bản sao của mỗi nhiễm sắc thể di chuyển về mỗi cực của tế bào. Vào cuối thời kỳ anaphase, các nhiễm sắc thể đã gần đạt đến vị trí của chúng ở các cực tương ứng và màng tế bào bắt đầu tách ra ở trung tâm.
Trong quá trình telophase, màng nhân hình thành xung quanh các bó nhiễm sắc thể đã tách rời. Cuối cùng, trung tâm của tế bào hoàn toàn bị chèn ép và hai tế bào được hình thành trong một quá trình được gọi là cytokinesis. Cytokinesis về mặt kỹ thuật không phải là một giai đoạn nguyên phân, nhưng nó cần thiết để các tế bào thực sự tách biệt khỏi nhau về mặt vật lý.
