En las células eucariotas, la replicación del ADN ocurre en el núcleo durante la fase S del ciclo celular. El ADN total de la célula se encuentra en el núcleo, por lo que la replicación se produce allí.
La replicación del ADN ocurre en muchos pasos. Primero, el ADN de doble cadena debe ser descomprimido y separado. Una vez separados, los nucleótidos no apareados en cada hebra actúan como una plantilla para que los nuevos nucleótidos lleguen y se emparejen. Las nuevas cadenas de nucleótidos se ensamblan y se unen covalentemente a las dos cadenas separadas de ADN. Los nucleótidos se ensamblan en un orden complementario y se fusionan con el ADN monocatenario para formar dos nuevas cadenas hijas de ADN que pueden salir de la célula.