细胞周期（cell cycle）也称细胞生活周期（cell life cycle）或细胞增殖周期（cell reproductive cycle），是指细胞从上一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个序贯过程。一个标准的细胞周期通常可以划分为4个连续的时相:G ₁期（gap 1phase）、S期（DNA synthesis phase）、G ₂期（gap 2phase）和M期（mitosis phase），其中G ₁期、S期、G ₂期合称为分裂间期（interphase）。一个亲代细胞依次经历分裂间期和分裂期后，最终形成两个遗传物质完全相同的子代细胞，完成其增殖过程。

早在一百多年前，人们就已经认识到细胞是通过分裂进行增殖的，细胞每沿着细胞周期运转一次，就会一分为二，形成两个子代细胞。当时人们已观察到细胞周期具有阶段性，它由间期和分裂期组成，细胞先是在间期中逐渐长大，然后在分裂期中一分为二。由于分裂期细胞呈现出各种光镜下可见的特殊的形态变化，因此吸引了多数科学家的注意，集中于此期的研究，尤其是对染色体观察与分析，而对间期细胞却知之甚少。

20世纪50年代初，研究人员用 ³²P标记蚕豆根尖细胞，借助于放射自显影技术，观察到细胞在分裂之前，在间期需要首先完成一个重要事件，即DNA的复制，但是DNA复制只占有间期的其中一段时间，这之前、之后都有一个间隙。人们把间期用于DNA进行复制的时期称为S期，从S期结束到分裂期开始的这段时间称为G ₂期，从分裂期结束到S期开始的那段时间则称为G ₁期。整个细胞周期可划分为四个时期:S期（DNA合成期）、M期（有丝分裂期）、G ₁期和G ₂期。细胞在细胞周期中依次经过G ₁期、S期、G ₂期、M期完成其增殖过程。细胞在不同的时期完成不同的事件:在G ₁期中细胞不断生长变大，当细胞增大到一定的体积时，就进入S期，DNA合成、复制等主要事件在此期完成。在G ₂期，细胞检查其DNA复制是否完成，为细胞分裂做好准备。在M期，染色体一分为二，细胞分裂成为两个子代细胞。分裂结束后，细胞退回到G ₁期，细胞周期完成。然而，G ₁期细胞并不总是沿着细胞周期向前运转，在某些情况下，它可暂时退出细胞周期，进入静息期G ₀期，在适当的刺激下它又可重新进入细胞周期。一般认为，癌症化疗或放疗后的复发均是由于G ₀期细胞又重复进入周期循环。