La mitosis se divide convencionalmente en cuatro períodos, llamados profase, metafase, anafase y telofase respectivamente. Les sigue la división en dos células hijas, llamadas citodieresis.
Profase
En el núcleo se puede ver gradualmente la delimitación de filamentos colorantes, aún alargados y enrollados en una bola. La espiralización gradual de las cadenas de ADN unidas a las proteínas nucleares hace que los cromosomas sean gradualmente identificables. Mientras tanto, el nucleolo desaparece, mientras que el centriolo se duplica. Los dos centriolos migran a los polos opuestos del núcleo, mientras comienza la disolución de la membrana nuclear. En el momento del paso de profase a metafase (ya que algunos se identifican por separado como prometafase) los cromosomas están acortados y claramente visibles, ya no aislados en la membrana nuclear; los centríolos están en polos opuestos, con un huso de microtúbulos que los conecta a las modas meridianas: el nucléolo se ha disuelto. El huso que conecta los centriolos, llamado huso acromático porque no puede ser coloreado (a diferencia de los cromosomas), incluye tanto fibras continuas (fibras del huso) como fibras que en su punto medio se conectan a los centrómeros de los cromosomas (fibras cromosómicas).
Metafase
En la metafase se distingue claramente el huso, con todos los cromosomas dispuestos en el plano ecuatorial, llamado placa ecuatorial. En este momento los cromosomas están en su máximo acortamiento. Este es el momento en el que la célula se fija para contar e identificar los cromosomas. Cada cromosoma aparece claramente compuesto por dos filamentos idénticos (cromátidas), unidos en un punto llamado centrómero ( las dos cromátidas son el resultado de la reduplicación) El centrómero es el único punto de contacto, como una especie de adhesión entre dos plaquetas. Todos los centrómeros están unidos al punto central de las fibras cromosómicas del huso acromático (es por eso que los cromosomas están en posición ecuatorial).
Anafase
Al final de la metafase, se observa que cada centrómero se duplica, con cada mitad migrando a lo largo del huso en la dirección de su polo respectivo. En este punto las cromátidas, arrastradas por sus respectivos centrómeros, se separan claramente en dos grupos: cada cromátida así separada tiene, por así decirlo, la mayoría de edad: de ahora en adelante es un cromosoma destinado a la respectiva célula hija.
Telofase
Los cromosomas separados en dos grupos idénticos vuelven a despiralizarse, reconstituyendo el núcleo de dos nuevas células; la masa fundida acromática se disuelve.
Cytodieresis
El citoplasma también se divide por estrangulamiento gradual, atribuyendo a las dos células hijas las proporciones respectivas de volumen y orgánulos celulares. En particular, cada célula hija debe recibir al menos una mitocondria, ya que ha recibido un centríolo (estas son, como se mencionó, estructuras con su propia continuidad genética).
Cabe destacar que en el reino vegetal, aunque se respetan las características generales de la mitosis, existen algunas diferencias. En primer lugar, faltan los centriolos: en los polos del huso hay espacios ópticamente vacíos, llamados centrosomas, desde los que irradian los microtúbulos. Además, en el momento de la citodieresis, en la que también se debe asegurar la atribución de un plastidio (debido a su continuidad genética) a cada célula hija, la separación de las células hijas se produce no por estrangulación, sino por la formación de un tabique, primero sólo del plasmalema, luego con la posterior interposición de la pared celular.
La base genética está representada por la "alternancia entre una duplicación del material genético (reduplicación del ADN, es decir, la duplicación de cada cromosoma en dos cromátidas iguales, unidas a través de los centrómeros) y una reducción a la mitad (separación de los centrómeros, migración de las dos cromátidas en la dirección opuesta para constituir los dos nuevos núcleos iguales).
Dado que, como veremos, los cromosomas están presentes en pares de homólogos (provenientes respectivamente de los gametos), vemos que inmediatamente después de la división el número de hebras cromosómicas es un par para cada tipo de cromosoma. Llamando n al número de diferentes tipos de cromosomas característicos de una sola especie, el conjunto cromosómico normal después de la mitosis es n pares de cromosomas homólogos (2n cromosomas = célula diploide).
Sin embargo, después de la fase S, cada cromosoma se habrá duplicado. De hecho, para poder dar a cada célula hija 2n cromosomas es necesario tener 4n cromátidas. De esta forma vemos que la reduplicación y la mitosis alternan entre las hebras de ADN 4n y 2n.
