Zellwachstum kann sich auf die Expansion einer einzelnen Zelle beziehen, während sie sich auf die Teilung vorbereitet, oder auf die Expansion einer Zellpopulation, die durch Zellteilung wächst. Beide Prozesse sind Teil des Zellzyklus. Während sich eine Zelle darauf vorbereitet, sich in zwei identische Tochterzellen zu teilen und sich schließlich aufzuspalten, treten eine Reihe von Ereignissen auf.
Der Prozess des Zellwachstums, sowohl innerhalb der Zelle selbst als auch innerhalb der Zellpopulation, beginnt mit einer Ruhephase, der sogenannten Gap 0. Während dieser Phase wird die Zelle normal metabolisiert, wächst aber nicht aktiv. Nach dieser Ruhephase, die je nach Zelltyp unterschiedlich ist, tritt die Zelle in den Interphase-Teil des Zellzyklus ein.
Der erste Schritt der Interphase ist eine weitere Ruhephase, Gap 1 genannt. Während dieser Zeit wächst die Zelle, um sich auf das Vorhandensein zusätzlicher Desoxyribonukleinsäure (DNA) vorzubereiten. Es entwickelt auch das zusätzliche Zytoplasma, das es braucht, um sich am Ende des Prozesses in zwei Zellen voller Größe zu teilen. Im nächsten Schritt in der Interphase wird die DNA entpackt und repliziert, um zwei Chromosomensätze zu erzeugen. In Lücke 2 der Interphase überprüft die Zelle, ob sich die DNA richtig repliziert hat und weiter wächst, bis sie groß genug ist, um sich zu teilen.
Nach der Interphase ist der nächste Schritt des Zellwachstums die Mitose, die in vier separate Schritte unterteilt ist. Während der Mitose hört die Zelle selbst auf zu wachsen und zusätzliches Protein zu bilden, und beginnt mit der Aufteilung der replizierten Chromosomen auf gegenüberliegende Seiten des Zellkerns. Im ersten Schritt, der Prophase genannt, verdichten sich die Chromosomen und die Spindelfasern wandern zu entgegengesetzten Polen in der Zelle.
Der zweite Schritt ist die Metaphase, bei der sich die Chromosomen entlang der Mittelachse der Zelle ausrichten. Die Spindelfasern heften sich an die doppelten Chromosomensätze, während in der Anaphase jeder Chromosomensatz vom Zentrum weggezogen wird. Die Chromosomen vervollständigen ihre Bewegung zu den gegenüberliegenden Seiten der Zelle während der Telophase, der letzten Stufe der Mitose. Die Chromosomen entrollen sich dann und eine Kernmembran erscheint um jeden Chromosomensatz.
Die letzte Stufe des Zellwachstums beinhaltet die eigentliche Aufspaltung einer Zelle in zwei Tochterzellen. Bei diesem als Zytokinese bezeichneten Vorgang teilt sich das Zytoplasma selbst. Dies erhöht die Zellpopulation in der Umgebung und schickt die beiden Tochterzellen zurück in eine Ruhephase, bis der Körper den Zellen mitteilt, dass sie wieder wachsen und sich teilen müssen.