Diviziunea celulară este procesul prin care trec celulele pentru a se diviza. Celulele se pot diviza din mai multe motive și există două tipuri de diviziune celulară, în funcție de scop. Diviziunea celulară asociată cu reproducerea sexuală este un tip, numit meioză. Celălalt tip, diviziunea celulară asociată cu creșterea și înlocuirea sau repararea celulelor, se numește mitoză. În ambele tipuri de diviziune celulară, nucleul se divide și ADN-ul este replicat.
Diviziunea celulară numită mitoză produce celule fiice care au tot materialul genetic al celulei părinte – un set complet de cromozomi. Cu toate acestea, cromozomii nu sunt singurul material care trebuie divizat și transferat către celulele fiice: există și citoplasmă și membrana celulară care trebuie împărțite. Citokineza este procesul de divizare a citoplasmei și a membranei celulare, iar acest proces poate urma imediat după mitoză sau poate apărea separat, în funcție de organismul implicat. Împreună, aceste două procese alcătuiesc fazele mitotice ale ciclului celular.
Fazele diviziunii celulare sunt profaza, metafaza, anafaza și telofaza, iar acestea apar atât în mitoză, cât și în meioză. O a cincea fază numită prometafază care are loc între profază și metafază este desemnată de unele, dar nu de toate sursele. Interfaza, care nu face parte din mitoză, este o etapă pregătitoare în timpul căreia celula părinte face o copie a materialului său genetic, astfel încât fiecare celulă fiică să aibă un set complet. Prin urmare, mitoza este un proces continuu și repetitiv, alternând cu interfaza.
Meioza, în schimb, reduce numărul de cromozomi la jumătate, astfel încât, de exemplu, ovulul și spermatozoidul uman, numiti gameți, au fiecare 23 de cromozomi și se pot uni pentru a produce un zigot cu 46. Are două faze de diviziune, în timp ce mitoza are doar una. Meioza la animale se numește gametogeneză, mai exact, spermatogeneză, producând spermatozoizi, la masculi și oogeneză, producând ouă sau ovule, la femele. În starea nefuzionată, ovulul și sperma sunt numite celule haploide – având doar un singur set de cromozomi și devin diploide – având o pereche din fiecare tip de cromozom – din nou atunci când se unesc în timpul fertilizării.
Meioza lucrează în mod special pentru a combina materialul genetic a doi indivizi. Când există un singur părinte în ciclul reproductiv – de exemplu, la ferigi, care se reproduc prin spori – celula fiică trebuie să aibă materialul genetic complet – toți cromozomii – al celulei părinte. Prin urmare, în cazul creării sporului — sporogeneză — reproducerea se realizează fără meioză.