Ląstelių dalijimasis yra procesas, kurį ląstelės patiria dalindamosi. Ląstelės gali dalytis dėl kelių priežasčių, o priklausomai nuo tikslo yra dviejų tipų ląstelių dalijimasis. Ląstelių dalijimasis, susijęs su lytiniu dauginimu, yra vieno tipo, vadinamas mejoze. Kitas tipas, ląstelių dalijimasis, susijęs su augimu ir ląstelių pakeitimu ar taisymu, vadinamas mitoze. Abiejų tipų ląstelių dalijimosi metu branduolys suskyla ir DNR replikuojasi.
Ląstelių dalijimasis, vadinamas mitoze, gamina dukterines ląsteles, turinčias visą pirminės ląstelės genetinę medžiagą – visą chromosomų rinkinį. Tačiau chromosomos nėra vienintelė medžiaga, kurią reikia padalyti ir perkelti į dukterines ląsteles: dalintis taip pat yra citoplazma ir ląstelės membrana. Citokinezė yra citoplazmos ir ląstelės membranos dalijimosi procesas, kuris gali vykti iškart po mitozės arba vykti atskirai, priklausomai nuo dalyvaujančio organizmo. Kartu šie du procesai sudaro mitozines ląstelių ciklo fazes.
Ląstelių dalijimosi fazės yra profazė, metafazė, anafazė ir telofazė, kurios vyksta ir mitozės, ir mejozės metu. Kai kurie, bet ne visi šaltiniai nurodo penktąją fazę, vadinamą prometafaze, vykstančią tarp profazės ir metafazės. Interfazė, kuri nėra mitozės dalis, yra paruošiamasis etapas, kurio metu pirminė ląstelė sukuria savo genetinės medžiagos kopiją, kad kiekviena dukterinė ląstelė galėtų turėti visą rinkinį. Todėl mitozė yra nuolatinis ir pasikartojantis procesas, besikeičiantis tarpfaze.
Kita vertus, dėl mejozės chromosomų skaičius sumažėja perpus, todėl, pavyzdžiui, žmogaus kiaušialąstės ir spermos ląstelės, vadinamos gametomis, turi po 23 chromosomas ir gali susijungti, kad susidarytų zigota su 46. Ji turi dvi dalijimosi fazes, tuo tarpu mitozė turi tik vieną. Gyvūnų mejozė yra vadinama gametogeneze, tiksliau, spermatogeneze, gaminant spermą, patinams ir oogeneze, gaminant kiaušinėlius arba kiaušialąstes, patelių. Nesusiliejusioje būsenoje kiaušialąstė ir spermatozoidai vadinami haploidinėmis ląstelėmis – turi tik vieną chromosomų rinkinį, o susijungę apvaisinimo metu jie vėl tampa diploidiniais – turi po porą kiekvienos rūšies chromosomų.
Mejozė konkrečiai padeda sujungti dviejų asmenų genetinę medžiagą. Kai dauginimosi cikle yra tik vienas iš tėvų, pavyzdžiui, paparčių, kurie dauginasi per sporas, dukterinėje ląstelėje turi būti visa pagrindinės ląstelės genetinė medžiaga – visos chromosomos. Todėl sporų susidarymo atveju – sporogenezė – dauginimasis vyksta be mejozės.