Det cellecyklus har to hovedfaser, interfase og mitose. Mitose er den proces, hvor en celle opdeles i to. Interfase er det tidsrum, hvor præparater til mitose foretages. Interphase selv består af tre faser - G1 fase, S fase og G2 fase - sammen med en særlig fase kaldet G0.
G1-fase
G1-fase er den tid, hvor cellen fremstiller flere proteiner, så den kan vokse til sin rette størrelse. Proteinkoncentrationen i en celle anslås til at være 100 milligram pr. Milliliter. Det er også det tidspunkt, hvor cellen fremstiller flere ribosomer, som er maskiner, der fremstiller proteiner. En celle forlader ikke G1-fasen og går ind i S-fasen, før den har nok ribosomer. Den sene ende af G1-fasen er også, når mitokondrierne i cellen smelter sammen til et netværk af mitokondrier, hvilket hjælper disse organeller med at blive mere effektive til at producere energimolekyler.
Syntese (S) fase
S-fase eller syntesefase, er det tidsrum, i hvilket cellen kopierer sit DNA som forberedelse til mitose. Da DNA ikke eksisterer i sig selv i kernen, men er pakket med proteiner, skal der også laves nye emballageproteiner til at indpakke det kopierede DNA. Disse pakningsproteiner kaldes histoner. Produktionen af histonproteiner og kopiering af DNA hænger tæt sammen. Stop af den ene proces stopper den anden. S-fase er også det tidspunkt, hvor cellen producerer meget mere fosfolipider. Phospholipider er de molekyler, der udgør cellemembranen og membranen i cellens organeller. Mængden af phospholipid fordobles under S-fasen.
G2-fase
Det G2-fase er den tid, i hvilken en celle replikerer sine organeller som forberedelse til mitose. Ikke kun skal DNA'et deles, men også organellerne. G2 er den sidste chance for cellen at fremstille mere protein som forberedelse til division. Cellen har dobbelt så meget DNA under G2, end den havde under G1. G2 er nødvendig for at cellen skal sikre sig at alt DNA er i intakt; ingen pauser og ingen kryds. Overgangen G2 til mitose er det sidste kontrolpunkt, før cellen forpligter sig til at komme ind i mitose.
G0-fase
G0-fase kan forekomme lige efter mitose og lige før G1-fase, eller en celle i G1-fase kan gå ind i G0-fase. Indtræden i G0 er kendt som at forlade cellecyklussen. Celler, der modnes til at blive højt specialiserede celler, siges at differentiere. Celler forlader cellecyklussen og indtaster G0 for at differentiere. Terminaldifferentierede celler er dem, der aldrig kommer ind i cellecyklussen igen, hvilket betyder at de forbliver i G0 og aldrig deler sig. Imidlertid kan nogle celler udløses for at forlade G0 og genindtaste G1, hvilket giver dem mulighed for at opdele igen.