Mitoosissa on viisi vaihetta: profaasi, prometaphase, metafaasi, anafaasi ja telofaasi. Vaiheet on tunnistettu kromosomien ja karan fyysisen tilan mukaan. Jotkut pitävät solun lopullista jakautumista telofaasin jälkeen, jota kutsutaan sytokineesiksi, mitoosin kuudennenaksi vaiheeksi. Mitoosi on prosessi, joka liittyy tavalliseen kudoksen kasvuun.
Mitoosi on solun eukaryoottinen jakautuminen, joka tuottaa kaksi identtistä tytärsolua yhdestä emosolusta. Kaikkien monisoluisten organismien somaattiset solut lisääntyvät mitoosilla ja prosessiin kuuluu satoja, ehkä tuhansia soluproteiineja. Tytärisolut ovat geneettisesti identtisiä toistensa ja myös emosolun kanssa, ja ne sisältävät kromosomien tasaisen jakautumisen. Ilman mitoosin järjestäytyneitä vaiheita kromosomit jakautuisivat satunnaisesti tytärsoluihin eivätkä välttämättä ole elinkelpoisia.
Profaasi on mitoosin ensimmäinen vaihe, jossa ydinvaippa alkaa hajota. Kromosomit, jotka sisältyvät solun ytimeen, alkavat lyhentyä, kiertyä ja sakeutua. Tämän tiivistymisprosessin aikana kara tai hiustyyppisten säikeiden verkko, jota kutsutaan mikrotubuluksiksi, alkaa ulottua ulospäin kahdesta sentrosomista eli mikrotubuluksia järjestävästä keskuksesta. Kun solussa on vain yksi sentrosomi, joka ei ole jakautumassa, kun mitoosi alkaa, se replikoituu kahtia ja jokaisesta tulee organisaation keskus puoleen karasta.
Prometafaasi on dynaaminen vaihe, jossa ydinvaippa liukenee ja proteiinit sitoutuvat sentrosomeihin ja muuttuvat kinetokooreiksi. Nämä polarisoituvat sitten solun vastakkaisiin päihin. Metafaasi on mitoosin kolmas vaihe. Sille on tunnusomaista kromosomit, jotka ovat rivissä solun keskellä niin kutsutulla metafaasilevyllä. Tällä tavalla, kun solu jakautuu edelleen ja kromosomit erotetaan, jokainen uusi ydin saa yhden kopion kustakin kromosomista.
Yleensä vain solut, joissa on oikein kootut karat, tulevat anafaasiin. Tässä mitoosivaiheessa kinetochore -mikrotubulukset lyhenevät ja karat vetävät kromosomien kaksi sisarkromatidia kohti solun navoja. Jokainen kromosomi vetää sen sentromeeristä. Sitten navat erottuvat, kun ei-kenetokoreiset mikrotubulukset kulkevat toistensa ohi. Mitoosin viimeinen vaihe on telofaasi, jolle on tunnusomaista kromosomien saavuttaminen karan napoihin, joissa ne alkavat kelautua. Kaksi uutta ydinkalvoa muodostuu ja kaksi erillistä joukkoa ei-replikoituneita kromosomeja on luotu.