Pembelahan sel, atar,r mitosis (Yun. ntitos, benang), dapat diamati dengan mikroskop cahaya. Selama proses ini, sel induk membelah dan setiap sel anak menerima satu set kromosom yang identik dengan kromosom se1 induk. Pada dasarnya, terjadi duplikasi memanjang dari kromosom, dan kromosom ini dibagikan ke sel anak. Fase di antara dua mitosis disebut interfase; saat ini, DNA mengaiami replikasi dan inti tampak seperti yang biasanya terlihat dalam sediaan mikroskopis.
Proses mitosis dibagi menjadi empat fase .Pada profase selama mitosis, kromatin yang bereplikasi mengalami kondensasi menjadi badan berbentuk batang, kromosom, yang masing-masing mengandung duplikat kromatid saudara yang berhubungan erat secara longitudinal. Di luar inti sel, sentrosom dengan sentriolnya berpisah dan bermigrasi ke kufub se1 yang berlawanan. Duplikasi sentrosom dan sentriol terjadi selama interfase. Bersamaan dengan migrasi sentrosom, mikrotubulus gelondong mitosis muncul di antara dua sentrosom dan nukleolus menghilang saat aktivitas transkripsi di tempat tersebut berhenti. Pada profase tahap lanjut, selaput inti diuraikan ketika protein lamina inti dan membran internal mengalami fosforilasi (penambahan gugus POr3 ). Lamina inti dan kompleks pori terurai dan protein-protein tersebut bersama dengan vesikel membran tersebar di sitosol lokal dan RE. Selama metafase, kromosom yang berkondensasi melekat pada mikrotubulus gelondong mitosis
pada kompleks protein yang padat-elektrory yaitu kinetokor (Yun. kinetos, gerakary + chorn, daerah pusat), yang berada pada area kromatid yang berdekatan yang disebut sentromer (Yttn. kentron, pusat, + meros, bagian). Kromosom lalu bergerak ke bidang ekuatorial pada sel yang kini berbentuk lebih sferis. Mikrotubulus kinetokor yang terikat pada kromatid saudara berhubungan langsung dengan ,"rrtroro- pada kufub gelondong mitosis yang berlawanan. Pada anafase, kromatid tersebut berpisah satu sama lain dan perlahan-lahan ditarik pada kinetokornya menuju kutub gelondong yang berlawanan oleh molekul penggerak, kinesin, yang bergerak di sepanjang mikrotubulus. Selama proses ini berlangsung, kutub gelondong juga bergerak menjauh. Pada telofase, dua set kromosom berada pada kutub gelondong dan mulai kembali ke keadaan ketika kromosom tersebut belum terkondensasi. Mikrofubulus gelondong mengalami depolimerisasi dan selaput inti mulai terakit kembali di sekitar setiap set kromosom anak. Suafu cincin kontraktil yang berbenfuk seperti sabuk dan mengandung filamen aktin yang terkait dengan miosin, terbentuk di sitoplasma perifer pada bidang ekuator sel induk. Selama sitokinesis pada akhir
 Kompleks pori inti. Suatu kompleks pori inti (NPC, nuclear pore complex) terbentuk dari protein membran dan protein lain yang membentuk suatu cincin atau annulus oktagonal, dengan filamen yang menjulur ke dalam sitoplasma dan inti. Setiap kompleks memiliki sekitar 30 protein berbeda, yang disebut sebagai nukleoporin. Berbagai salinan sejumlah besar nukleoporin terakit membentuk setiap NPC oktagonal. Selaput jnti bersifat impermeabel terhadap ion dan molekul dengan semua ukuran dan pertukaran zat di antara inti dan sitoplasma terjadi hanya melalui pori-pori inti. lon dan molekul kecil melewati pori inti dengan cara difusi pasif. Molekul besar dan kompleks molekul diimpor melalui suatu proses duatahap. Protein pertama dengan sekuens asam amino tertentu yang disebut sinyal lokalisasi inti diikat oleh protein reseptor impor terlarut, dan kompleks yang terbentuk lalu melekat pada filamen nukleoporin pada permukaan sitoplasmik NPC. Translokasi protein melalui selaput inti tampaknya terjadi melalui interaksi berulang dengan afinitas rendah serta sederetan tempat pengikatan yang tersebar di sepanjang filamen nukleoporin ini, awalnya pada permukaan sitoplasmik, lalu di dalam pori itu sendiri, dan akhirnya pada permukaan nukleoplasmik NpC. pelepasan muatan protein dari nukleoporin di dalam inti memerlukan energi dari hidrolisis GTP. Ekspor RNAdan subunit ribosomal dari inti bergantung pada sistem sinyal ekspor dan protein reseptor ekspor nuklear yang mengikat nukleoporin.
telofase, penyempitan cincin tersebut menghasilkan suatu alur pembelahan dan berlanjut hingga sitoplasma dan organelnya terbagi menjadi dua sel anak, masing-masing dengan sebuah inti. Kebanyakan jaringan mengalami penggantian sel secara konstan karena pembelahan serta kematian sel yang terusmenerus. Sel jaringan saraf dan otot jantung merupakan pengecualian, karena sel-sel ini tidak membelah setelah dilahirkan sehingga potensi regenerasinya sangat berkurang. Laju penggantian sel sangat bervariasi dari safu jaringan ke jaringan lain-berlangsung cepat pada epitel saluran cerna dan epidermis, dan berlangsung lambat di kelenjar pankreas dan tiroid. Sel mitotik sering sulit diidentifikasi pada irisan organ orang dewasa, tetapi dapat dikenali pada jaringan yang fumbuh secara cepat berdasarkan kromatinnya yang terkondensasi