Durante o estágio de prófase da divisão celular, os cromossomos começam a se condensar, se enrolar e se dobrar, tornando-os visíveis ao microscópio óptico. Quando os cromossomos duplicados continuam a se enrolar, os cromossomos são encurtados e espessados para um estado mais visível.
Inicialmente, os cromossomos parecem ser estruturas muito longas, finas e independentes. Logo depois que o DNA começa a se condensar, os cromossomos mudam para uma forma curta e gorda. A mudança na aparência faz com que os cromossomos sejam mais visíveis quando observados de perto. Durante a prófase, os cromossomos duplicados são arranjados em pares homólogos após o cruzamento. Crossing over é a troca de partes do cromossomo para dar origem à recombinação genética. O cruzamento ocorre em um local denominado quiasma. Um par de cromossomos homólogos pode ser visto como bivalente, um agrupamento compacto de dois cromossomos, cada um consistindo de duas cromátides irmãs. As cromátides são unidas por uma estrutura especializada chamada centrômero. O centrômero é a região mais central e restrita de um cromossomo de DNA. O nucléolo e o envelope nuclear desaparecem na fase de prófase. As fibras do fuso também se formam e se movem para pólos opostos da célula durante esta fase. Prófase é a fase mais longa que ocorre na divisão celular. Após a conclusão da prófase, o processo de divisão continua com metáfase, anáfase e telófase.
