S期又稱為DNA合成期，主要還是通過顯微鏡試驗觀察，從DNA合成開始到DNA合成結(jié)束的整個時期，來進行計算即可。

用細(xì)胞融合的方法，將Gi期的細(xì)胞與S期細(xì)胞融合形成雜種細(xì)胞，可見G?期細(xì)胞提前進入S期，說明S期細(xì)胞質(zhì)中含有促進G?期細(xì)胞進入DNA合成的啟動因子。DNA復(fù)制有一定的順序。一般常染色質(zhì)和富含CG的堿基片段先復(fù)制，異染色質(zhì)和富含A-T的堿基片段后復(fù)制。蛋白質(zhì)合成比較活躍。在G1期晚期開始合成的DNA復(fù)制所需的酶和蛋白，進入S期后活性提高并參與DNA的合成。大量新合成的蛋白質(zhì)迅速通過核孔進入細(xì)胞核，DNA聚合酶等參與DNA的合成，組蛋白、非組蛋白與新合成的DNA組裝成新的核小體。