Au cours de la phase de prophase de la division cellulaire, les chromosomes commencent à se condenser, s'enrouler et se replier, ce qui les rend visibles au microscope optique. Lorsque les chromosomes dupliqués continuent de s'enrouler, les chromosomes sont raccourcis et épaissis à un état plus visible.
Au départ, les chromosomes semblent être des structures très longues, minces et indépendantes. Peu de temps après que l'ADN commence à se condenser, les chromosomes se transforment en une forme courte et grasse. Le changement d'apparence rend les chromosomes plus visibles sous une observation étroite. Au cours de la prophase, les chromosomes dupliqués sont disposés en paires homologues après croisement. Le croisement est l'échange de parties de chromosomes pour donner lieu à une recombinaison génétique. Le croisement se produit à un site appelé le chiasma. Une paire de chromosomes homologues peut être considérée comme un bivalent, un groupement serré de deux chromosomes, chacun composé de deux chromatides sœurs. Les chromatides sont reliées entre elles par une structure spécialisée appelée centromère. Le centromère est la région la plus centrale et la plus resserrée d'un chromosome d'ADN. Le nucléole et l'enveloppe nucléaire disparaissent au stade de la prophase. Les fibres du fuseau se forment également et se déplacent vers les pôles opposés de la cellule au cours de cette phase. La prophase est la phase la plus longue qui se produit dans la division cellulaire. Une fois la prophase terminée, le processus de division se poursuit avec la métaphase, l'anaphase et la télophase.
