Хромосомы размножаются с помощью процесса, называемого митозом, который также является названием деления клетки в целом. Митоз является бесполым размножением и приводит к двум идентичным наборам хромосом. Другой вид размножения хромосом, мейоз, зарезервирован для репродуктивных процессов, приводящих к новому организму, и здесь не обсуждается.

Митоз, который похож на бинарное деление, которое разделяет бактерии на две идентичные дочерние бактерии (эти организмы состоят только из одной клетки, поэтому размножение клеток у прокариот такое же, как размножение всего организма), состоит из пяти фаз. В первой, профазе, хромосомы становятся сверхконденсированными, когда гистоны выполняют свою работу, подготавливая молекулы к делению. В прометафазе мембрана вокруг ядра исчезает, и структуры, составляющие аппарат митотического веретена, в основном микротрубочки, «проникают» с любой стороны клетки в направлении хромосом, которые начали мигрировать к середине клетки по линии , В метафазе митотический веретено манипулирует хромосомами в почти идеальную линию с сестринскими хроматидами по обе стороны от нее. В анафазе, которая коротка, но удивительна, чтобы увидеть ее под микроскопом, веретено отделяет хроматиды от их центромер. Наконец, в телофазе вокруг новых наборов хромосом образуются новые ядерные мембраны, и вокруг двух новых дочерних клеток также устанавливаются новые мембраны.