Replikasi DNA adalah proses menghasilkan dua untai DNA yang identik dari satu, dan melibatkan serangkaian proses. Semua proses ini terjadi selama fase S dari Inter-fase siklus sel atau pembelahan sel. Replikasi DNA adalah proses yang memakan energi dan terutama tiga enzim utama yang dikenal sebagai helikase DNA, DNA polimerase, dan ligase DNA terlibat dalam mengatur proses ini.

Pertama, helikase DNA membongkar struktur double helix dari untai DNA dengan memecah ikatan hidrogen antara basa nitrogen dari untaian berlawanan. Pembongkaran ini dimulai dari ujung untai DNA, bukan dari tengah. Oleh karena itu, helikase DNA dapat dianggap sebagai restriksi eksonuklease. Setelah mengekspos basa nitrogen DNA beruntai tunggal, para deoksiribonukleotida yang sesuai disusun sesuai dengan urutan basa, dan ikatan hidrogen masing-masing dibentuk oleh enzim DNA polimerase. Proses khusus ini terjadi pada kedua untai DNA. Akhirnya, ikatan fosfodiester terbentuk antara nukleotida yang berurutan, untuk melengkapi untai DNA menggunakan enzim ligase DNA. Pada akhir semua langkah ini, dua untai DNA identik terbentuk dari hanya seorang induk untai DNA.