ניתן לחלק את מחזור התא האיקריוטי לארבעה שלבים עיקריים בהתאם לאירועים המרכזיים המתרחשים בתא בכל שלב.
בשלב הגידול הראשון (G1) , התא גדל בנפחו (ראה תמונה).
מחזור התא ממשיך לשלב הכפלת החומר התורשתי (ה- DNA) הנקרא שלב S רק כאשר התא מגיע לגודל מתאים.
לאחר תום שלב S מצויים בתא שני עותקים מכל כרומוזום. יש לזכור שניתן לסדר את הכרומוזומים בזוגות עוד לפני הכפלת ה-DNA, כלומר דיפלואידיות שמקורה מהאם ומהאב.
עוד לפני המעבר לשלב הבא במחזור, שלב הנקרא גידול 2 (G2), נבדקת בתא הצלחת ההכפלה של החומר התורשתי.
אם אכן הושלמה ההכפלה במלואה מחזור התא ממשיך לשלב הבא שהוא שלב המיטוזה (M).
בתחילת המיטוזה נערכת ההכנה לקראת חלוקה. שלבי ההכנה הדרושים הם היפרדות של הכרומוזומים הנעשית על ידי הסתדרותם על פני מישור המשווה ונדידתם לקוטבי התא.
חלוקת התא לשני תאי בת מבוצעת רק לאחר שמושלמת בניית המעטפת לגרעיני תאי הבת והקרומים החיצוניים של תאי הבת.

באמצעות מנגנון מדויק זה בכל אחד מתאי הבת מתקבלת מערכת שווה של כרומוזומים. מערכת זו זהה אף לזו שהייתה בתא האם שממנו נוצרו וכך נשמר מספר כרומוזומים זהה בכל תאיו של יצור רב-תאי.
לאחר החלוקה מחזור התא מגיע לסיומו, ולמעשה בכל אחד מתאי הבת מתחיל שוב שלב G1.
משכו של מחזור תא מלא משתנה לפי סוגי התאים. ברוב תאי היונקים מחזור התא אורך בין 10 ל-30 שעות.
תאים המצויים בשלב גידול 1 (G1) לא תמיד ממשיכים במחזור התא. במקום זאת הם יכולים לצאת ממחזור התא ולהיכנס למצב מנוחה (GO) כמו בתאי עצב. מחזור תא כזה נקרא מחזור תא חלקי.

בתמונה רואים תרשים של שלבי מחזור התא. המונחים במיטוזה מתייחסים לכרומוזומים. ניתן לראות את סדר השלבים. שלב הגידול הראשון הקרוי שלב G1, מתחיל מיד לאחר החלוקה (מובן אם כך שיש לתא זה גם תא אח שגם הוא יתקדם לשלב G1 במקביל). שלב הכפלת ה DNA מתבצע לפני הכניסה לשלב הגידול השני G2. לאחר שכמות ה DNA בתא הוכפלה ויתר תנאי הגידול מאפשרים התקדמות של מחזור התא – מתחילה החלוקה.
ראשית הגרעין מתחלק ולאחר מכן יתר חלקי התא עד ליצירת שני קרומים חיצוניים לשני התאים שנוצרו. משך הזמן המשוער של כל אחד מהשלבים מצוין. הערכות הזמן הרשומות בתוך התרשים מבוססות על בדיקות של תא מרקמה המכילה תאים שמתחלקים, שמקורה מאדם. תאים מסוג אחר יכולים להתקדם במחזור בקצב אחר.