Mitosis adalah bagian dari siklus sel ketika kromosom yang direplikasi dipisahkan menjadi dua nuklei baru. Secara umum, mitosis (pembagian nukleus) didahului oleh tahap S interfase (selama DNA direplikasi) dan sering disertai atau diikuti oleh sitokinesis, yang membagi sitoplasma, organel, dan membran sel menjadi dua sel baru yang mengandung sekitar bagian yang sama dari komponen seluler ini. Mitosis dan sitokinesis bersama-sama menentukan fase mitosis (M) dari siklus sel hewan, pembagian sel induk menjadi dua sel anak yang identik secara genetik satu sama lain.
Proses mitosis dibagi menjadi beberapa tahap yang berkaitan dengan penyelesaian satu set kegiatan dan awal dari yang berikutnya. Tahapan-tahapan ini adalah profase, prometafase, metafase, anafase, dan telofase. Selama mitosis, kromosom, yang telah terduplikasi, mengembun dan melekat pada serat gelendong yang menarik satu salinan dari setiap kromosom ke sisi yang berlawanan dari sel. Hasilnya adalah dua nuklei putri yang identik secara genetis. Sel yang tersisa kemudian dapat terus membelah oleh cytokinesis untuk menghasilkan dua sel anak.
Memproduksi tiga atau lebih sel anak daripada dua yang normal adalah kesalahan mitosis yang disebut mitosis tripolar atau mitosis multipolar (direct cell triplication / multiplication).
Kesalahan lain selama mitosis dapat menginduksi apoptosis (kematian sel terprogram) atau menyebabkan mutasi. Jenis kanker tertentu dapat muncul dari mutasi tersebut.
Mitosis hanya terjadi pada sel eukariotik. Sel prokariotik, yang tidak memiliki nukleus, dibagi oleh proses berbeda yang disebut pembelahan biner. Mitosis bervariasi antar organisme. Sebagai contoh, sel-sel hewan mengalami mitosis “terbuka”, di mana selubung nuklir pecah sebelum kromosom terpisah, sedangkan jamur mengalami mitosis “tertutup”, di mana kromosom membelah dalam inti sel yang utuh. Sebagian besar sel hewan mengalami perubahan bentuk, yang dikenal sebagai pembelahan sel mitosis, untuk mengadopsi morfologi bulat dekat pada awal mitosis. Sebagian besar sel manusia diproduksi oleh pembelahan sel mitosis. Pengecualian penting termasuk gamet – sperma dan sel telur – yang diproduksi oleh meiosis.