Trong chu kỳ tế bào, sự sao chép DNA xảy ra trong phần pha S của khoảng thời gian. Giai đoạn giữa xảy ra giữa các lần phân chia tế bào và là bước tiền thân cần thiết cho quá trình phân chia tế bào.
Khoảng thời gian được chia thành ba giai đoạn kế tiếp: giai đoạn G1, giai đoạn S và giai đoạn G2. Các pha G bên sườn liên quan đến sự phát triển của tế bào và chuẩn bị cho quá trình phân chia tế bào xảy ra; "G" trong pha G là viết tắt của tăng trưởng. Giữa những giai đoạn tăng trưởng này, tế bào trải qua giai đoạn tổng hợp, hay còn gọi là giai đoạn S. Trong pha S, các nhiễm sắc thể trong tế bào được sao chép để các tế bào được phân chia có các bản sao ADN phù hợp. Sau đó, tế bào trải qua các giai đoạn phân chia tế bào hoạt động rõ ràng hơn: prophase, anaphase, telophase và cytokinesis.
Các tế bào điển hình của con người mất khoảng 24 giờ để hoàn thành một chu kỳ nhân rộng và phân chia tế bào đầy đủ. Phần dài nhất của quá trình này là giữa các giai đoạn, mất khoảng 23 giờ. Quá trình sao chép của nhiễm sắc thể trong pha S mất khoảng 8 giờ. Các loại tế bào khác hoàn thành quá trình phân chia tế bào nhanh hơn; ví dụ, trong quá trình phát triển phôi sớm, chu kỳ tế bào hoàn chỉnh có thể xảy ra trong khoảng 30 phút. Trong những lần phân chia tế bào nhanh chóng này, các giai đoạn tăng trưởng thường bị bỏ qua hoặc giảm mạnh và sự nhân lên diễn ra nhanh chóng hơn. Ngay cả khi giai đoạn G1 và G2 không xảy ra, tế bào phải hoàn thành giai đoạn S của giai đoạn xen kẽ để sao chép DNA của nó trước khi phân chia.
