Jak omawialiśmy w cyklu komórkowym, zanim komórki zostaną dopuszczone do fazy M, muszą spełnić pewne wymagania komórkowe. Wśród tych wymagań jest odpowiedni rozmiar komórki i środowisko komórkowe. Po replikacji DNA w fazie S, komórki zawierają podwójną normalną liczbę chromosomów. Ponieważ komórki, które przechodzą mitozę są diploidalne, ich liczbę chromosomów można przedstawić jako 2N, gdzie N równa się liczbie odrębnych chromosomów w komórce. Komórki mające wejść w fazę M, które przeszły przez fazę S i zreplikowały swoje DNA, mają 4N chromosomów. Wejście do fazy M jest możliwe dzięki utworzeniu mitotycznego kompleksu cyklina-Cdk, znanego jako czynnik promujący fazę M, który występuje jako mechanizm regulacyjny cyklu komórkowego w fazie G2.
Pierwsza faza mitozy w obrębie fazy M jest nazywana profazą. Następuje ona po G2, końcowej fazie interfazowej. Komórka wchodząca w fazę M wykazuje szereg objawów fizycznych. Wśród nich jest kondensacja, czyli pogrubienie, chromosomów. Kondensacja chromosomów jest widoczna pod mikroskopem i jest niezbędna do rozdzielenia chromosomów w późniejszych fazach mitozy. Inną fizyczną cechą komórek rozpoczynających mitozę jest wyrastanie mikrotubul z replikowanych centrosomów. Mikrotubule są białkowymi filamentami, na których migrują chromosomy podczas mitozy.
Profaza
Jak już mówiliśmy, profaza charakteryzuje się bardzo grubymi i gęstymi chromosomami. W tej fazie chromosomy są nadal zamknięte w jądrze komórkowym w otoczce jądrowej. Chromosomy zawierają również centromer, który w późniejszych fazach jest niezbędny do przyłączenia się do mikrotubul w celu migracji. Późno w profazie kinetochory gromadzą się na centromerach. Wyspecjalizowane mikrotubule, zwane mikrotubulami kinetochorowymi, przyczepiają się później do tych miejsc. Zdublowane centrosomy, które są centrami organizującymi mikrotubule, zaczynają się rozdzielać w kierunku przeciwległych biegunów komórki. Sieć elementów cytoszkieletu zaczyna się rozpadać i tworzy się wrzeciono mitotyczne. Wrzeciono mitotyczne jest układem mikrotubul, które są odpowiedzialne za wyrównywanie powielonych chromosomów w późniejszych fazach.
Prometafaza
Głównym wydarzeniem oznaczającym wejście komórki do prometafazy jest rozpad otoczki jądrowej na małe pęcherzyki. Kinetochory stają się również w pełni dojrzałe na centromerach chromosomów. Rozbicie otoczki jądrowej umożliwia wrzecionom mitotycznym uzyskanie dostępu do dojrzałych kinetochorów. Gdy mikrotubule wrzeciona mitotycznego wnikają do obszaru jądrowego, część z nich przyczepia się do kinetochorów, tworząc mikrotubule kinetochorowe. Pozostałe mikrotubule nazywane są mikrotubulami niekinetochorowymi. Siostrzane chromatydy są wychwytywane przez mikrotubule wychodzące z centrosomów na przeciwległych końcach komórki. Kiedy już uchwycą chromosomy, mikrotubule kinetochorowe zaczynają wywierać siłę na chromosomy, przesuwając je.