基因组的复制和随后的染色体分离到子细胞是由一系列事件控制的，这些事件统称为细胞周期. DNA复制在称为S（合成）期的离散时间内进行，染色体分离发生在有丝分裂时细胞结构的大规模重组期间。两个间隙期分隔了这些主要的细胞周期事件：G1在有丝分裂和S期之间，G2在S期和有丝分裂之间。在人体发育过程中，细胞可以退出细胞周期一段时间，进入称为G0的静止状态，或最终分化为不再分裂的细胞，但经过形态发育以实现个体组织的各种特殊功能。

一个蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶家族称为细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK），控制细胞周期的进展。顾名思义，催化亚单位的活性取决于与细胞周期蛋白伙伴的结合。人类基因组编码几个细胞周期蛋白和几个CDK，它们的名字很大程度上来源于它们被识别的顺序。细胞周期蛋白丰度的振荡是这些酶磷酸化关键底物在相关时间和地点促进事件发生的一个重要机制。额外的翻译后修饰和与调节蛋白的相互作用确保了CDK活性的精确调节，通常限制在一个狭窄的活性窗口内。

此外，细胞周期中的基因组完整性是通过许多信号转导途径（称为细胞周期检查点，监测S期DNA复制的准确性和完整性，以及有丝分裂期间染色体有序凝聚、配对和分配到子细胞。

人类染色体末端的端粒DNA复制和着丝粒包装成染色质是研究的两个方面染色体维持是细胞周期的组成部分。

减数分裂是由二倍体生殖细胞产生单倍体配子的细胞分裂的特殊形式，与重组（染色体同源物之间的遗传物质交换）有关。