A DNS replikációja a sejtciklus S fázisában (szintézis fázisában) megy végbe. Ez a fázis a sejtciklus első résfázisa (G1 fázis) és második résfázisa (G2 fázis) között játszódik le, és kulcsfontosságú a genetikai anyag pontos átviteléhez a leánysejtekhez a sejtosztódás során. Az S fázis során a meglévő DNS feltekercselődik, egyedi szálakra válik szét, amelyek templátként szolgálnak új, komplementer szálak szintéziséhez. Különféle fehérjék és enzimek, köztük a DNS-polimeráz, döntő szerepet játszanak a DNS replikáció során történő precíz másolásában. Végső soron a DNS megkettőződése az S-fázisban felkészíti a sejtet a pontos kromoszómális szegregációra, biztosítva a gének teljes készletének öröklését mindkét leánysejt számára a sejtosztódás során.
