Durante il ciclo cellulare, la replicazione del DNA si verifica durante la fase S dell'interfase. L'interfase si verifica tra le divisioni cellulari ed è un passo precursore necessario per la divisione cellulare.
Interphase è diviso in tre fasi successive: la fase G1, la fase S e la fase G2. Le fasi G fiancheggianti implicano la crescita cellulare e la preparazione per la divisione della cellula; la "G" nella fase G è sinonimo di crescita. Tra questi periodi di crescita, la cellula subisce la fase di sintesi, o S,. Durante la fase S, i cromosomi all'interno della cellula vengono copiati in modo che le cellule divise abbiano copie corrispondenti del DNA. La cellula quindi subisce gli stadi più visibilmente attivi della divisione cellulare: profase, anafase, telofase e citochinesi.
Le tipiche cellule umane impiegano circa 24 ore per completare un ciclo completo di replicazione e divisione cellulare. La parte più lunga di questo processo è interfase, che richiede circa 23 ore. La replicazione dei cromosomi durante la fase S dura circa 8 ore. Altri tipi di cellule completano la divisione cellulare più rapidamente; per esempio, durante lo sviluppo embrionale precoce, il ciclo cellulare completo può verificarsi in circa 30 minuti. In queste rapide divisioni cellulari, le fasi di crescita vengono spesso saltate o drasticamente ridotte e la replicazione avviene più rapidamente. Anche quando le fasi G1 e G2 non si verificano, la cellula deve completare la fase S dell'interfase per replicare il suo DNA prima della divisione.
