細胞各組成部分在不斷發展變化的基礎上還要不斷增殖，產生新細胞，以代替衰老、死亡的細胞，這是新陳代謝的表現，也是機體不斷生長發育、賴以生存和延續種族的基礎。一個細胞分裂成為兩個新細胞的過程，稱細胞增殖(cell proliferation)。細胞從一次分裂結束開始生長，到下一次分裂結束所經曆的過程，稱細胞增殖周期(細胞周期)。細胞周期可分為間期和分裂期兩個時期。
一、間期
細胞分裂以後進入間期，就進行著結構上和生物合成上複雜的變化。其間又分為：
(一)DNA合成前期(G1期)
此期細胞內合成各種核糖核酸(RNA)及核蛋白體。進入G1期的細胞，可有三種情況：①不再繼續增殖，永遠停留在G1期直至死亡。②暫時不增殖。如肝、腎細胞，若細胞大量死亡需要補充時，它們又進入增殖周期的軌道。這些細胞又可稱為G0期細胞。③繼續進行增殖。例如骨髓造血細胞、胃腸道黏膜細胞等。
(二)DNA合成期(S期)
從G1末期到S初期，細胞利用G1期準備的物質條件完成DNA複製，並合成一定數量的組蛋白，供DNA形成染色體初級結構，為細胞進行分裂作準備。
(三)DNA合成後期(G2期)
此期的主要特點是為細胞分裂準備物質條件。
二、分裂期
分裂期又稱有絲分裂期，簡稱M期。此期是確保細胞核內染色體能精確均等地分配給兩個子細胞核，使分裂後的細胞保持遺傳上的一致性。
整個細胞周期是一個動態過程，每個分期相互聯係，不可分割。如細胞周期的某個階段受到環境因素的幹擾時，細胞增殖則發生障礙。腫瘤細胞的增殖周期也可分為G1、S、G2、M四個時期。目前，人們試圖在腫瘤細胞增殖不同階段，采取不同的治療措施。例如，利用放射線破壞癌細胞DNA的結構與合成，從而抑製癌細胞的增殖過程，達到治療效果。