细胞周期又叫细胞增殖期，是细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程，主要是遗传物质DNA的复制合成，然后进入分裂期完成增殖，就完成了一个细胞周期。
根据细胞增殖周期不同生化特点，又将其分为四个连续时期。即G1期（DNA合成前期），S期（DNA合成期），G2（DNA合成后期），M期（有丝分裂期）。
细胞周期=G1期+S期+G2期+M期
G1期：为下一步DNA的合成做准备的阶段，包括RNA及核蛋白的合成，脱氧核苷酸，胸腺激酶等的形成。上一次细胞增殖完成以后，细胞是否进入G1期还要取决于很多因素，比如是否受到外源生长或者其他与增殖相关的因子的影响。研究表明：细胞在进入G1期以后如果缺乏生长因子或者营养物质，可能发生阻滞，延长G1期，此时的G1期又被成为G0期。不同的细胞G1期的长短各异，4-5小时到数日不等，增值旺盛的细胞G1短，衰退的细胞G1期时间长。
S期：G1顺利完成以后，细胞进入到S期完成DNA以及组蛋白的合成。在S期的结束时期，DNA含量加倍。这个时期也是DNA极易受损的时期，因为在DNA合成的时候，双链分离为单链，结构不稳定，容易突变。不同细胞的S期时间差别不大，平均约为6-8小时。
G2期：其为DNA合成后期，是有丝分裂的准备期。在这一时期，DNA合成终止，而大量合成RNA及蛋白质，包括微管蛋白和促成熟因子等。本期时间较短且恒定，约2-5个小时。
M期：又称为有丝分裂期，是细胞周期的终结，此时细胞将从一个细胞成功分离为两个子细胞。其需经前、中、后，末期，是一个连续变化过程，一般需1～2小时。
1）前期（prophase）染色质丝高度螺旋化，逐渐形成染色体（chromosome）。染色体短而粗，强嗜碱性。每条染色体进一步发展分为两个染色单体，二者仅在着丝点相连形成纺锤体，纺锤体并不稳定而以伸缩或者摆动等状态移动。染色体逐渐由分散状态向细胞中央移动 ，很快排列于赤道平面，前期结束。前期维持时间约为20-30分钟。
2）中期（metaphase）细胞变为球形，核仁与核被膜已完全消失。染色体均移到细胞的赤道平面，从纺锤体两极发出的微管附着于每一个染色体的着丝点上。从中期细胞可分离得到完整的染色体群。分离的染色体呈短粗棒状或发夹状，均由两个染色单体借狭窄的着丝点连接构成。
3）后期（anaphase）由于纺锤体微管的活动，着丝点纵裂，每一染色体的两个染色单体分开，并向相反方向移动，接近各自的中心体，染色单体遂分为两组。与此同时，细胞被拉长，并由于赤道部细胞膜下方环行微丝束的活动，该部缩窄，细胞遂呈哑 铃形。
4）末期（telophase）染色单体逐渐解螺旋，重新出现染色质丝与核仁；内质网囊泡组合为核被膜；组胞赤道部缩窄加深，然后完全分裂为两个2倍体的子细胞。
从上述细胞增殖周期可知，整个细胞周期是动态的，每个分期互相联系，不可分割。正常细胞的一次增殖过程，以分裂结束形成两个相同子细胞后宣告完成，这既依赖于细胞质，遗传物质的复制和细胞分裂的完成，也依赖于他们之间的相互协调性。如果细胞增殖周期的某个阶段受到环境因素的干扰时，细胞增殖则发生障碍，可导致形成多核巨细胞，多倍体细胞等。这些异常分裂现象在体外培养细胞中，尤以永生细胞系和肿瘤细胞系比较常见。肿瘤细胞的增殖期也可以分为G1,S, G2,M四个时期。目前，人们试图在肿瘤细胞周期的不同阶段，采取不同的治疗手段。例如利用秋水仙碱可以防止纺锤体的生成，干扰细胞的分裂，因此了解细胞增殖的过程，对临床医学是有指导意义的。
