Nguyên phân là kiểu phân chia tế bào tạo ra hai tế bào con giống hệt tế bào mẹ về bộ nhiễm sắc thể (2n). Đây là cơ chế chính cho sự tăng trưởng và sửa chữa ở sinh vật đa bào. Nguyên phân bao gồm bốn kỳ chính: kỳ đầu (prophase), kỳ giữa (metaphase), kỳ sau (anaphase) và kỳ cuối (telophase), kèm theo phân chia tế bào chất (cytokinesis). Ở kỳ đầu, nhiễm sắc thể co xoắn, màng nhân tiêu biến, thoi phân bào hình thành. Kỳ giữa, nhiễm sắc thể xếp hàng ở mặt phẳng xích đạo, gắn với vi ống thoi. Kỳ sau, chromatid tách nhau về hai cực. Kỳ cuối, màng nhân tái tạo, nhiễm sắc thể giãn xoắn. Ở động vật, cytokinesis bằng vòng thắt; ở thực vật bằng vách ngăn.
