تمتلك بدائيات النواة صبغيًا واحدًا حلقيًا، بينما تمتلك حقيقيات النواة صبغيات متعددة خطية محاطة بغشاء نووي. تحتوي الخلايا الجسدية البشرية على 46 صبغيًا تتكون من مجموعتين من 22 صبغيًا متماثلاً وزوج من الصبغيات الجنسية غير المتماثلة. هذه هي الحالة 2ن، أو ثنائية الصيغة الصبغية. تحتوي الأمشاج البشرية على 23 صبغيًا أو مجموعة كاملة واحدة من الصبغيات. هذه هي الحالة ن، أو أحادية الصيغة الصبغية. الجينات هي أجزاء من الحمض النووي (DNA) التي تشفر لبروتين معين أو جزيء الحمض النووي الريبي (RNA). تتحدد صفات الكائن الحي إلى حد كبير بالجينات الموروثة من كل والد، ولكن أيضًا بالبيئة التي يعيشون فيها. تُعبر الجينات عن خصائص الكائن الحي، وقد يكون لكل خاصية متغيرات مختلفة تسمى الصفات، والتي تنتج عن اختلافات في تسلسل الحمض النووي (DNA) للجين.

دورة الخلية هي تسلسل منظم من الأحداث. تمر الخلايا في طريقها إلى الانقسام الخلوي بسلسلة من المراحل الموقوتة بدقة والمنظمة بعناية. في حقيقيات النواة، تتكون دورة الخلية من فترة تحضيرية طويلة تسمى الطور البيني. ينقسم الطور البيني إلى أطوار G₁ و S و G₂. يتكون الانقسام المتساوي من خمس مراحل: الطور التمهيدي، الطور الاستوائي المبكر، الطور الاستوائي، الطور الانفصالي، والطور النهائي. عادة ما يصاحب الانقسام المتساوي الانقسام السيتوبلازمي، حيث يتم فصل المكونات السيتوبلازمية للخلايا البنوية إما بواسطة حلقة الأكتين (الخلايا الحيوانية) أو عن طريق تكوين الصفيحة الخلوية (الخلايا النباتية).

تتم مراقبة كل خطوة من دورة الخلية بواسطة ضوابط داخلية تسمى نقاط التفتيش. توجد ثلاث نقاط تفتيش رئيسية في دورة الخلية: واحدة بالقرب من نهاية G₁، والثانية عند الانتقال من G₂ إلى M، والثالثة خلال الطور الاستوائي.

السرطان هو نتيجة انقسام الخلايا غير المنضبط الناجم عن انهيار آليات تنظيم دورة الخلية. يبدأ فقدان السيطرة بتغيير في تسلسل الحمض النووي (DNA) لجين يشفر أحد الجزيئات التنظيمية. تؤدي التعليمات الخاطئة إلى بروتين لا يعمل كما ينبغي. أي خلل في نظام المراقبة يمكن أن يسمح بانتقال أخطاء أخرى إلى الخلايا البنوية. كل انقسام خلوي متتالٍ سينتج عنه خلايا بنوية ذات ضرر متراكم أكبر. في النهاية، تصبح جميع نقاط التفتيش غير وظيفية، وتزاحم الخلايا سريعة التكاثر الخلايا الطبيعية، مما يؤدي إلى نمو ورمي.

في كل من انقسام الخلية بدائية النواة وحقيقية النواة، يتم تضاعف الحمض النووي الجينومي وتخصيص كل نسخة لخلية بنوية. كما يتم تقسيم المحتويات السيتوبلازمية بالتساوي بين الخلايا الجديدة. ومع ذلك، توجد العديد من الاختلافات بين انقسام الخلية بدائية النواة وحقيقية النواة. تمتلك البكتيريا صبغي حمض نووي دائري واحد ولا نواة. لذلك، فإن الانقسام المتساوي ليس ضروريًا في انقسام الخلية البكتيرية. يتم توجيه الانقسام السيتوبلازمي البكتيري بواسطة حلقة تتكون من بروتين يسمى بروتين FtsZ. يؤدي نمو الغشاء ومادة الجدار الخلوي من محيط الخلايا إلى تكوين حاجز يشكل في النهاية الجدران الخلوية المنفصلة للخلايا البنوية.