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Quando tutti i tratti sono stati duplicati, il processo termina. Nella cellula ora sono presenti due molecole identiche di DNA, ciascuna formata da un filamento vecchio e uno nuovo. Per questa ragione la duplicazione del DNA è detta semiconservativa.

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Nella duplicazione esiste anche un meccanisco di correzione degli errori. Durante la sintesi può infatti accadere che che al filamento in costruzione venga aggiunto un nucleotide sbagliato, cioè non complementare al nucleotide del filamento-stampo. A questo punto la DNA polimerasi può funzionare da correttore, rimuovendo i nucleotidi non appaiati correttamente e inserendo il giusto nucleotide.

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Alcuni enzimi spezzano i legami a idrogeno che tengono unite le basi azotate. Esse, quindi, si separano e i due filamenti si dividono. A questo punto altri enzimi si legano ai singoli filamenti per mantenerli separati. Dopo essersi separati, i due filamenti si comportano come stampi: ciascuno di essi <<dirige>> la sintesi di un nuovo filamento complementare. I nucleotidi vengono aggiunti ai filamenti in costruzione grazie all'intervento di enzimi specifici chiamati DNA polimerasi

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Al momento della duplicazione, la molecola di DNA si apre ( come una cerniera) a partire da una sequenza specifica di nucleotidi, detta punto di origine. Questo fa si che ciascun filamento faccia da stampo per la sintesi di un nuovo filamento complementare.

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Tra le basi azotate dei due filamenti si stabiliscono legami ad idrogeno, con la particolarità che l'adenina si appaia soltato con la timina (e viceversa) e la citosina si appaia semprea con la guanina (e viceversa), Per questo si dice che le basi azotate sui due filamenti sono complementari.

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Le basi azotate sono di quattro tipi:
adenina
guanina
citosina
timina