透过高倍显微镜，你会看到典型的细胞由半透明的胶状物构成。这种材料的化学结构非常复杂，我们统称为原生质。原生质周围包裹着一层“围墙”，动物细胞的“围墙”（细胞膜）薄且富有弹性；植物细胞的“围墙”（细胞壁）又厚又重，所以植物的身体总是比动物僵硬。每个细胞内部各有一个小球，也就是细胞核，它是由染色质组成的细密网络。这里必须注意的是，正常情况下，细胞内各个部分的原生质透明度完全相同，所以我们无法通过显微镜直接观察活细胞的内部结构。要看到这些结构，我们必须给细胞材料染色，因为各个部分的原生质吸收染色材料的能力不尽相同。组成细胞核的网状材料特别容易染色，所以在颜色较浅的背景中，我们可以清晰地观察到它。[104]“染色质”（chromatin）也因此而得名，在希腊语中，这个词的意思是“吸收颜色的物质”。
细胞关键的分裂过程即将开始的时候，细胞核的网络结构会变得跟平时很不一样，它看起来由一系列独立的微粒组成，这些微粒通常呈纤维状或棒状，我们称之为“染色体”（“吸收颜色的物体”）。见照片VA、VB。[105]
特定物种体内的所有细胞（除了所谓的生殖细胞以外）包含的染色体数量完全相同，一般来说，越高级的生命拥有的染色体数量越多。
小小的果蝇拥有一个骄傲的拉丁学名：Drosophilamelanogaster，它帮助生物学家解开了许多基本的生命之谜，这种动物的每个细胞里有8条染色体。豌豆细胞拥有14条染色体，玉米则有20条。生物学家和其他所有人的每个细胞里有46条染色体，这真是件值得骄傲的事情，因为从数学角度来说，我们或许可以认为人比苍蝇优秀6倍，但这并不意味着拥有200条染色体的螯虾就比人类优秀4倍以上！
各个物种细胞内的染色体有一个重要的特性：它们总是成对出现；事实上，每个活细胞（但也有例外，我们稍后再讨论）里有两套几乎完全一样的染色体（见照片VA）：其中一套来自母亲，另一套来自父亲。父母双方复杂的遗传特性通过这两套染色体代代相传，所有生物都是这样。
细胞的自发分裂从染色体开始，每条染色体沿着长度方向整齐地分裂成两条完全相同但比原来细一点儿的纤维，这时候细胞本身仍是原封未动的整体。
大约就在细胞核内纠缠的染色体准备开始分裂的时候，细胞核边界附近两个名叫中心体的紧挨着的小点渐渐远离彼此，分别向细胞两端运动。我们可以看到，逐渐分离的中心体与细胞核内的染色体之间仍有细线相连。等到染色体一分为二，这些细线就会收缩，将新生成的染色体分别拉向细胞两端的中心体。这个过程接近尾声的时候，细胞膜开始沿着中线凹陷，逐渐形成一层薄膜，最终细胞的左右两半彻底分开，成为两个全新的独立细胞。
如果这两个子细胞能从外界获得充足的食物，那么它们最终会长得跟母细胞一样大（体积变成原来的2倍）；经过一段时间的休整以后，子细胞还会再次分裂，过程和我们刚才介绍的一模一样。
我们可以直接观察细胞分裂的各个步骤，但却无法做出进一步的科学解释，因为根据目前的观察结果，我们完全不知道驱动这一过程的生化力量到底拥有什么样的特性。整个的细胞似乎还是太复杂，难以进行直接的物理分析；要解开细胞分裂的谜题，首先我们必须理解染色体的特性——这个问题相对比较简单，我们将在接下来的章节中讨论。
不过在此之前，我们应该想想，在多细胞复杂生命体的繁殖过程中，细胞分裂扮演着怎样的角色。或许我们可以试着问一句，先有鸡还是先有蛋？但事实上，要描述这样的循环过程，起点其实无关紧要，无论是从即将孵出小鸡（或者其他动物）的蛋开始，还是从即将下蛋的鸡开始，结果都一样。
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