המיטוזה מתרחשת ב-4 (או 5) שלבים עיקריים:

1. פרופאזה (Prophase) - 'הכנה'
• הכרומטין מתעבה לכרומוזומים נראים (כל אחד = 2 כרומטידות אחיות)
• הממברנה הגרעינית מתפרקת
• צנטריולים נעים לשני קטבים של התא
• סיבי הציר (microtubules) מתחילים להיווצר

2. מטאפאזה (Metaphase) - 'ההסתדרות'
• הכרומוזומים מסתדרים בקו המשווה של התא (אמצע)
• סיבי ציר מתחברים לצנטרומר של כל כרומוזום
• זהו השלב הכי קל לזיהוי במיקרוסקופ!

3. אנאפאזה (Anaphase) - 'המשיכה'
• הצנטרומרים נקרעים
• הכרומטידות האחיות נמשכות לכיוונים מנוגדים (לשני הקטבים)
• כל קוטב מקבל סט שלם של כרומוזומים
• זהו השלב הקצר ביותר!

4. טלופאזה (Telophase) - 'הסיום'
• הכרומוזומים מגיעים לקטבים והתחילים להתפרק לכרומטין
• ממברנה גרעינית חדשה נוצרת סביב כל קבוצת כרומוזומים
• סיבי הציר מתפרקים
• כעת יש שני גרעינים בתא אחד!

5. ציטוקינזיס (Cytokinesis) - 'חלוקת הציטופלזמה'
• בבעלי חיים: תעלת חנק (cleavage furrow) נוצרת ומחלקת התא לשניים
• בצמחים: צלחת תאית (cell plate) נוצרת באמצע ומחלקת התא
• התוצאה: שני תאי בת זהים!

המיטוזה מבטיחה ששני התאים הבת יהיו זהים גנטית לתא האם!