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  G1/S期轉化是調節細胞週期的主要檢查點之一,根據營養、能量和其它因素的影響,細胞必須決定或完成細胞週期或進入不分裂的G期。該轉換過程由週期素和週期蛋白依賴性激酶調控。G1/S週期蛋白會使CLN3-Cdk1活化Cln 1/2或酵母的起始點Clb5/6以開始S期。該過程包含兩個正反饋迴圈途徑以使細胞快速單向進入S期。這種冗餘途徑並不常見,這會調整迴圈的輸出並導致更快的基因水平進化。

  S期的主要事件是DNA複製,該過程將準確生成兩套半保留的染色體。對此,有人提出“DNA複製執照”假說,該假說認為細胞中存在一種因子使DNA僅能複製一次。且該因子將不斷降解從而使DNA複製於G2期中止,並直至下一次M期重新接觸到該因子才可繼續複製。有實驗證明Mcm、Orc蛋白等成分構成了執照因子。  複製起始點識別複合體(Orc蛋白)起到了識別並結合DNA複製起點的作用。當Orc與複製起點結合後將募集Cdc6與Cdt1。結合ATP的Cdc6將改變Orc構型並與Cdt1一同促進Mcm在DNA複製起始位點上結合以形成前DNA複製複合體。在複製過程中Mcm將不斷脫落,當DNA複製結束後,染色質上將沒有前DNA複製複合體與之結合,從而阻止新一輪DNA複製。  為了防止多重DNA複製,單個前DNA複製複合體僅能作用一次。磷酸化的Cdc6會被排出細胞核或被降解。另外雙能蛋白將與Cdt1結合而抑制Cdt1與染色質結合。Cdc6與Cdt1脫離染色體後便可阻止Mcm與染色質結合,從而阻止前DNA複製複合體的生成與DNA複製的啟動。  DNA複製過程中速度可高達100鹼基對/秒並保證每10鹼基對中只出錯一次。

  DNA受到的損傷會在S期中檢測並修復。當複製叉到達受損DNA位置上時,絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶ATR被活化。ATR啟動了若干複雜的下游途徑使DNA在被修復之前停止複製。
S期是細胞週期中進行DNA複製的時期,發生於G期後,G期前。細緻而準確的DNA複製對於避免可能導致細胞死亡或疾病的遺傳變異是必要的,因此真核生物中調控DNA複製的過程高度保守。這使得對模式生物非洲爪蟾的胚胎和芽殖酵母S期的研究可以聯絡到更高等的生物中。