Replikationen av DNA sker under S-fasen (syntesfasen) av cellcykeln. Denna fas äger rum mellan den första gapfasen (G1-fasen) och den andra gapfasen (G2-fasen) i cellcykeln och är avgörande för att genetiskt material exakt kan överföras till dotterceller under celldelningen. Under S-fasen lindas befintligt DNA upp, separeras i individuella strängar, vilket fungerar som mallar för syntesen av nya, komplementära strängar. Olika proteiner och enzymer, inklusive DNA-polymeras, spelar avgörande roller i den exakta kopieringen av DNA under replikering. I slutändan förbereder dupliceringen av DNA i S-fasen cellen för exakt kromosomal segregation, vilket säkerställer nedärvning av en komplett uppsättning gener till båda dottercellerna vid celldelning.
