Ba quần thể tế bào chính trong cơ thể không trải qua quá trình nguyên phân. Các tế bào sau nguyên phân không phân chia nữa sau khi chúng trưởng thành. Chúng bao gồm hồng cầu, tiểu cầu, tế bào thần kinh, tế bào cảm thụ ánh sáng võng mạc, tế bào tim và tế bào cơ xương. Các quần thể tế bào khởi đầu không tiến triển tích cực trong chu kỳ tế bào nhưng vẫn có khả năng nguyên phân nếu được kích thích. Cuối cùng, các tế bào già bị tổn thương do hao mòn sẽ không trải qua quá trình nguyên phân.
Lý do các tế bào hồng cầu trưởng thành và tiểu cầu không phân chia là do chúng thiếu nhân. Tế bào biểu bì mất nhân ở giai đoạn phát triển hồng cầu lưới. Tiểu cầu là các mảnh tế bào khổng lồ của tế bào xương được gọi là tế bào khổng lồ (megakaryocyte); do đó, chúng chưa bao giờ được tạo thành hạt nhân ngay từ đầu.
Theo nguyên tắc chung, các tế bào thần kinh không trải qua quá trình nguyên phân ngoại trừ các tế bào sinh trưởng của tế bào chồi vị giác và có thể là một số tế bào thần kinh trong vùng hải mã của não. Các tế bào thần kinh đệm như tế bào hình sao và tế bào hình cầu có chung nguồn gốc phôi với tế bào thần kinh; tuy nhiên, những tế bào này có thể tăng sinh, đặc biệt là để phản ứng với chấn thương.
Các sợi cơ xương và cơ tim là một câu đố. Tế bào cơ xương có nhiều nhân nhưng trải qua ít hoặc không nguyên phân sau thời kỳ bào thai. Tương tự như vậy, các tế bào tim trải qua cuộc sống của chúng trong một giai đoạn của chu kỳ tế bào được gọi là ngừng G2. Mặc dù điều này ngăn cản các tế bào tim tái tạo sau cơn đau tim, nhưng nó cũng là nguyên nhân dẫn đến tỷ lệ hiếm gặp các khối u phát sinh từ cơ xương hoặc cơ tim.
