作为医学工作者或医学生理解细胞周期有重要意义。比如恶性肿瘤的化疗往往是在手术和放疗后进行的。原因就在于持续生长期的大多数肿瘤细胞进入G1期后，暂时不增殖，停留在G1期，称之为G0期细胞或静止期细胞，并且化疗药物均是针对增殖期细胞（S＋G2）的，并且手术和放疗后可以后使残存的G0期肿瘤细胞进入到增期，此时化疗可以达到较好的临床治疗效果。
细胞各组成部份在不断发展变化的基础上还要不断增殖，产生新细胞，以代替衰老、死亡和创伤所损失的细胞，这是机体新陈代谢的表现，也是机体不断生长发育、赖以生存和延续种族的基础。细胞以分裂的方式进行增殖，每次分裂后所产生的新细胞必须经过生长增大，才能再分裂。现在把细胞增殖必须经过生长到分裂的过程称为细胞周期。换句话说，细胞增殖周期（或细胞周期）是指细胞从一次分裂结束开始生长，到下一次分裂结束所经历的过程。细胞增殖周期可分为两个时期，即间期和分裂期。
间期
细胞分裂以后进入间期，在此期间细胞进行着结构上和生物合成上复杂的变化。结构上的变化，有赖于细胞内的生物大分子的合成。与DNA分子复制有关的各项活动是间期活动的中心。间期又分为以下三个分期：
DNA合成前期（G1期） 此期细胞内进行着一系列极为复杂的生物合成变化，如合成各种核糖核酸（RNA）及核蛋白体，这些物质的形成，导致结构蛋白和酶蛋白的形成，酶控制着形成新细胞成份的代谢活动，与DNA合成有关的酶活性增高。此期持续时间一般较长，有的细胞历时数小时至数日，有的甚至数月。进入G1期的细胞，可有三种情况：①不再继续增殖，永远停留在G1期直至死亡。如表皮角质化细胞、红细胞等；②暂时不增殖。如肝、肾细胞，它们平时保持分化状态，执行肝、肾功能，停留在G1期，如肝、肾受到损伤，细胞大量死亡需要补充时，它们又进入增殖周期的轨道。这些细胞又可称为Go期细胞。有人认为Go期细胞较不活跃，对药物的反应也不敏感；③继续进行增殖。例如骨髓造血细胞、胃肠道粘膜细胞等。
DNA合成期（S期）从G1末期到S初期、细胞内迅速形成DNA聚合酶及四种脱氧核苷酸。S期主要特点是利用G1期准备的物质条件完成DNA复制，并合成一定数量的组蛋白，供DNA形成染色体初级结构。在S期末，细胞核DNA含量增加一倍，为细胞进行分裂作了准备。DNA复制一旦受到障碍或发生错误，就会抑制细胞的分裂或引起变异，导致异常细胞或畸形的发生。S期持续时间大约7～8小时。
DNA合成后期（G2期）这一时期的主要特点是为细胞分裂准备物质条件。DNA合成终止，但RNA和蛋白质合成又复旺盛，主要是组蛋白、微管蛋白、膜蛋白等的合成，为纺锤体和新细胞膜等的形成备足原料。若阻断这些合成，细胞便不能进入有丝分裂。G2期历时较短而恒定，哺乳动物细胞一般为1～1.5小时。
分裂期
分裂期又称有丝分裂期，简称M期。这一时期是确保细胞核内染色体能精确均等的分配给两个子细胞核，使分裂后的细胞保持遗传上的一致性。
细胞的分裂期是从间期结束时开始，到新的间期出现时的一个阶段，它也是一个连续的动态变化过程。根据其主要变化特征，可将其分为前期、中期、后期和末期四个分期。
前期 主要特征是：染色质逐渐凝集形成一定数目和形状的染色体，每条染色体进一步发展分为两条染色单体，二者仅在着丝点相连；核膜及核仁逐渐解体消失；在间期复制的中心体分开，逐渐向细胞的两极移动；每个中心体的周围出现很多放射状的细丝，两个中心体之间的细丝连接形成纺锤体，这些细丝即是微管结构。
中期 染色体高度凝集，并集中排列在细胞的中部平面上，形成赤道板。两个中心体已移到细胞的两极，纺锤体更明显，纺锤丝与每个染色体的着丝点相连。
后期 染色体在着丝点处完全分离，各自成为染色单体，两组染色单体受纺锤丝牵引，分别向细胞两极移动。与此同时，细胞向两极伸长，中部的细胞质缩窄，细胞膜内陷。
末期 两组染色体不再向两极迁移，预示分裂活动进入末期。染色体发生退行性变化，即染色体逐渐解螺旋恢复为染色质纤维；核仁和核膜重新出现，形成新的胞核；细胞中部继续缩窄变细，最后断裂形成两个子细胞，完成有丝分裂，子细胞即进入下一周期的间期。
从上述细胞周期可知，整个细胞周期是一个动态过程，每个分期互相联系，不可分割。如细胞周期的某个阶段受到环境因素的干扰时，细胞的增殖则发生障碍。肿瘤细胞的增殖周期也可分为G1、S、G2、M四个时期。目前，人们试图在肿瘤细胞增殖周期的不同阶段，采取不同的治疗措施。例如，用放射线治疗某些肿瘤，就是利用放射线破坏癌细胞DNA的结构与合成，从而抑制癌细胞的增殖过程，达到治疗效果；药物秋水仙碱等则可阻止纺锤体的形成，从而抑制癌细胞的分裂。因此，有关细胞增殖的理论和知识，对医药临床实践具有指导意义。