Ci sono cinque fasi della mitosi. Ogni fase è usata per descrivere il tipo di cambiamento che la cellula sta attraversando. Le fasi sono profase, prometafase, metafase, anafase e telofase.
Prophase
Durante la profase, la cromatina (DNA aggrovigliato) nel nucleo si condensa in cromosomi (DNA raggruppato). Coppie di centrioli si spostano ai lati opposti del nucleo. Le fibre del fuso iniziano a formare un ponte tra le estremità della cellula.
Prometafase
Durante la prometafase, l'involucro nucleare intorno ai cromosomi si rompe. Ora non c'è più il nucleo e i cromatidi fratelli sono liberi. In ogni centromero si forma una proteina chiamata cinetocoro. Proteine lunghe e sottili attraversano i poli opposti della cellula e si attaccano a ciascun cinetocoro.
Metafase
Durante la metafase, le coppie di cromatidi sono allineate dalla spinta e dal tiro dei microtubuli del cinetocoro attaccati, come in un gioco di "tiro alla fune". Entrambi i cromatidi fratelli rimangono attaccati l'uno all'altro al centromero. I cromosomi si allineano sull'equatore della cellula, o linea centrale, e sono preparati per la divisione. Questa è la fase più lunga della mitosi.
Anafase
Durante l'anafase, i cromatidi fratelli si separano e si spostano dall'equatore della cellula (piastra di metafase) ai poli della cellula. Il cinetocoro è attaccato al centromero. I microtubuli si aggrappano al cinetocoro e si accorciano in lunghezza. Un altro gruppo di microtubuli, i microtubuli non-kinetochore, fanno il contrario. Diventano più lunghi. La cellula comincia ad allungarsi mentre le estremità opposte vengono allontanate.
Telofase
La telofase è lo stadio finale della mitosi: la cellula stessa è pronta a dividersi. Una serie di cromosomi si trova ora in ogni polo della cellula. Ogni serie è identica. Le fibre del fuso iniziano a scomparire e una membrana nucleare si forma intorno a ogni serie di cromosomi. Anche un nucleolo appare all'interno di ogni nuovo nucleo e i cromosomi a singolo filamento si srotolano in invisibili fili di cromatina.