在有絲分裂或減數分裂（細胞分裂）的早期，染色質雙螺旋變得越來越濃縮。此時的染色體不再是可以進入的遺傳物質（轉錄停止），而是一種緊湊的可運輸的結構，形成經典的四臂結構，一對姐妹染色單體在著絲粒處相互連接。較短的手臂被稱為p臂，較長的手臂稱為q手臂 。這個時期是用光學顯微鏡觀察單個染色體的最佳時間。有絲分裂中期的染色體是線性的縱向壓縮的連續的染色質組成的環。在有絲分裂期間，微管從著絲點生長，并且通過被稱為動粒的特殊結構附著到著絲點上。每個染色單體具有自己的動粒，反向附著于有絲分裂紡錘體的兩極。在從中期到后期的過渡之中，微管將染色單體拉向著絲粒，使每個子細胞繼承一組染色單體。一旦細胞分裂，染色單體就會被解開，DNA可以再次被轉錄。染色體結構上的高度濃縮，使得這些巨大的DNA結構能夠包含在細胞核內。