A replicação consiste na duplicação das moléculas de DNA, sendo efetuado em 3 etapas: iniciação, elongação e terminação. Este processo é semiconservativo, baseando-se na complementaridade estrutural das bases heterocíclicas constituintes dos nucleotídeos do DNA.
Nas células eucarióticas, a síntese de DNA é efetuada, em simultâneo, em múltiplos locais específicos da cromatina (origens de replicação), sendo catalisada pelas DNA polimerases a, e, d. O processo inicia-se pelo desenrolamento e desnaturação localizada do DNA, ao nível das origens de replicação, catalisado respectivamente por topoisomerases e helicases. Às DNA polimerases cabe o papel da catálise da reação de condensação dos nucleotídeos precursores, de acordo com a sequência nucleotídica da cadeia simples de DNA molde. Para a atuação das DNA polimerases é necessária à síntese de um pequeno fragmento de RNA (designado por iniciador, primer) catalisada por uma RNA polimerase específica (prima se, uma subunidade da DNA polimerase a).