Il processo di replicazione del DNA prende una molecola di DNA genitoriale e crea due molecole di DNA figlie. Questo processo si verifica nel nucleo della cellula e si verifica durante il ciclo cellulare nelle cellule eucariotiche.
La replicazione del DNA inizia con l'enzima elicasi che decomprime la molecola del DNA genitoriale. Una molecola di DNA completamente intatta è a doppio filamento e ritorta per formare un'elica. L'elica deve essere svolta e i legami di idrogeno tra ciascuna coppia di basi sul filamento di DNA devono essere interrotti perché si verifichi la replicazione del DNA. Una volta decompressi i due filamenti, l'enzima DNA polimerasi si lega a uno dei filamenti del DNA e inizia a risalire il filamento del DNA. Mentre si muove, la DNA polimerasi sintetizza nuove coppie di basi che sono complementari alle coppie di basi del DNA esposte. Ogni nuova coppia di basi si lega alla sua coppia di basi complementari attraverso legami chimici covalenti. Mentre la DNA polimerasi si sposta verso l'alto del primo filamento di DNA, un altro enzima polimerasi del DNA si muove lungo il secondo filamento di DNA. Una volta che entrambi gli enzimi della DNA polimerasi hanno raggiunto la fine delle loro molecole di DNA a filamento singolo, esistono due molecole di DNA a doppio filamento completamente replicate. Le due molecole sono semi-conservate poiché hanno ciascuna un filamento del DNA genitoriale.