Unter dem Vorgang der Mitose versteht man die einfache Zellkernteilung, bei der am Schluss aus einer Zelle, zwei identische Tochterzellen entstehen. Funktion der Mitose ist dementsprechend die Vermehrung von Zellen.

Bei Mensch und Tier werden praktisch laufend neue Zellen gebildet. Ob bei Wachstum, Regeneration von Verletzungen oder dem Austausch alter Zellen ist die Mitose für die Bildung neuer Zellen verantwortlich.

Die Mitose ist streng von der Meiose zu unterscheiden, bei der es zu einer Reduktion der Chromosomenanzahl kommt. Siehe auch: Vergleich von Mitose und Meiose

Die Mitose lässt sich in die Phasen Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase einteilen:

Die aus zwei identischen Chromatidsträngen bestehenden Chromosomen (in der Abbildung die roten X im braunen Zellkern) verkürzen und verdichten sich, indem sie im Zellkern aufgefaltet werden. Dadurch werden sie in eine, für die Mitose nötige, transportfähige Form gebracht.

In der Prometaphase zerfällt die umgebene Kernhülle und gibt die Chromosomen frei. Außerdem bilden sich am Rand der Zelle die Spindelapparate aus. Diese bestehen aus Mikrotuboli und sind später für den Transport der Chromatiden zu den Polen wichtig.

Uneinigkeit herrscht in der Wissenschaft darüber, ob die Prometaphase als eigene Phase gilt, oder zur Prophase hinzugezählt werden soll. Unabhängig davon wie man sich entscheidet, sei die Prometaphase hier zumindest der Vollständigkeit halber erwähnt.

In der Äquatorialebene der Zelle ordnen sich die Chromosomen an. Die Spindelfasern (in der Abbildung die blaue Linien) "docken" nun an die Centromere der Chromosomen. Das Centromer verbindet die beiden Chromatiden.

Die am Spindelapparat befestigten Spindelfasern verkürzen sich und sorgen für eine Zugwirkung. Dadurch werden die Chromosomen in ihre zwei Chromatidstränge getrennt und zu den jeweils gegenüberliegenden Polen gezogen.
Damit befinden sich an beiden Polen von jedem Chromosom nun jeweils ein identischer Chromatidstrang.

Um die Chromatidstränge bildet sich jetzt an beiden Polen eine Kernhülle. Die Chromosomen werden wieder in ihre ursprüngliche Form entfaltet. Außerdem erfolgt parallel die Teilung der Zelle (Cytokinese), denn noch besteht nur eine Zelle mit zwei Kernhüllen (siehe rechts). Das Zytosyl (Zellplasma) inkl. der Zellbestandteile wird auf die beiden Tochterzellen aufgeteilt. Erst im Rahmen der Interphase wird die Zellteilung abgeschlossen.

Die Interphase gehört streng genommen nicht zur eigentlichen Mitose. Sie beschreibt den Zeitraum zwischen der letzten und der nächsten Zellteilung.
In den beiden nun entstanden Kernhüllen befinden sich nur einsträngige Chromatiden. Für eine erneute Mitose müssen die Chromosomen aber wieder zweisträngig vorliegen. Dies passiert im Rahmen der Replikation, sodass danach jedes Chromosom wieder aus zwei identischen Chromatidsträngen besteht. Der Prozess der Mitose kann nun von neuem beginnen.