S期 （S phase），即 DNA合成期，又称 DNA复制期。在这时期DNA含量增加一倍同时也有新的 组蛋白合成，与DNA合成有关的酶，组蛋白及其mRNA的含量达到最高点。 真核细胞新合成的DNA立刻与组蛋白结合共同组成 核小体结构。

一般情况下，细胞一旦进入S期， 细胞分裂就会继续进行下去，直到下一周期的 G1期。