Phân bào là hiện tượng nhân đôi tế bào theo chu kỳ nhằm tăng số lương tế bào trong mỗi cá thể để thực hiện hai chức năng sinh học quan trong :
+ Chức năng sinh trưởng, tức là tăng kích thước và khối lượng, nhằm tạo ra những cá thể mà ở giai đoạn trưởng thành sẽ có hình dáng và độ lớn ổn định, đặc trưng cho mỗi loài.
+ Chức năng sinh sản và phát triển, tức là đẻ ra con cháu và duy trì nòi giống.
Trong quá trình phân bào, các nhiễm sắc thể của tế bào mẹ cũng được nhân đôi rồi phân ly đều về hai tế bào con theo một cơ chế nhằm đảm bảo cho bộ nhiễm sắc thể và hệ gen của mỗi tế bào luôn được duy trì qua các thế hệ với số lượng và cấu trúc ổn định, đặc trưng cho loài.
Ở nhóm sinh vật tiền nhân (mà đại diện quan trọng nhất là vi khuẩn), sự phân bào xảy ra theo cơ chế trực phân, vô tơ. Do vậy hoạt động của nhiễm sắc thể rất đơn giản. Có thể tóm tắt quá trình này như sau:
Khi tế bào vi khuẩn đã đạt kích thước tối đa, các thành phần nội bào đã đầy đủ và hoàn thiện (ứng với trạng thái chín sinh lý của sinh vật bậc cao) thì tế bào bước vào phân chia. Lúc này, nhiễm sắc thể được gắn cố định vào một vị trí trên màng tế bào, phân tử ADN bắt đầu tháo xoắn, tách làm hai sợi đơn, mỗi sợi được dùng làm khuôn để tổng hợp nên một sợi đơn thứ hai bổ sung với nó trên cơ sở tính bổ sung giữa các cặp base A-T và G-C. Như vậy các phân tử ADN được tái tạo theo nguyên tắc bán bảo tồn hay bán bảo thủ. Kết quả là từ một phân tử ADN mẹ tạo ra hai phân tử ADN con, trong đó có một nửa là cũ từ mẹ truyền lại, còn một nửa thứ hai là mới được lắp ghép từ các nucleotide do môi trường tế bào cung cấp. Khi hai thể nhân con đã tổng hợp xong, chúng được gạt về hai phía đối diện, tiếp đó tế bào chất được phân đôi và hình thành vách ngăn ngang để bao lấy hai tế bào con.
Hai tế bào con chỉ trải qua một giai đoạn sinh trưởng rất ngắn (tính bằng phút) để sinh tổng hợp các thành phần cấu trúc nội bào và lớn lên về kích thước để rồi lại bước vào chu kỳ phân bào kế tiếp. Chu kỳ sống của một vi khuẩn thường không quá 60 phút, do vậy sự sinh trưởng và sinh sản của chúng không thể tách biệt rạch ròi. Xét chung trong một quần thể với nhiều tế bào cùng loài thì sự tăng số lượng tế bào và tăng độ lớn của tế bào đều dẫn đến một kết quả chung là tăng tổng sinh khối. Bởi lẽ đó, hai chức năng: sinh trưởng và phát triển của quần thể vi khuẩn được xem 0như luôn được thực hiện đồng thời.
Ở các tế bào nhân thật thì hai hiện tượng: sinh trưởng và sinh sản có sự tách biệt rõ ràng. Khi các tế bào và các cá thể còn non, chúng chỉ thực hiện chức năng sinh trưởng, tức là tăng kích thước và hoàn thiện các thành phần cấu trúc trong tế bào. Trong mô người đây là giai đoạn từ sơ sinh đến lúc đạt tuổi trưởng thành (18-20 tuổi). Khi các tế bào và các cá thể đã trưởng thành, tức là đã ở trạng thái "chín sinh lý", lúc đó mới bắt đầu thực hiện chức năng sinh sản, tức là sinh ra con cháu cho hậu thế. Bởi vậy ở sinh vật nhân thật, ứng với hai chức năng nói trên có hai hình thức phân bào khác nhau, chúng chỉ giống nhau ở chỗ cùng là phân bào có tơ và cùng đem lại sự tăng số lượng tế bào. Hai hình thức phân bào đó là:
1- Phân bào nguyên nhiễm: Xảy ra ở những tế bào soma (tức là những tế bào không có khả năng tạo giao tử) trong suốt đời sống cá thể. Đồng thời hình thức nguyên nhiễm cũng xảy ra ở các tế bào sinh dục (tức là những tế bào có chức năng hình thành giao tử) trong giai đoạn còn non.
2- Phân bào giảm nhiễm (gọi tắt là giảm phân): Xảy ra ở các tế bào sinh dục ở giai đoạn đã chín sinh lý.
Sau đây là cơ chế vàdiễn biến của quá trình phân bào ở nhóm sinh vật nhân thật.