DNA ikileşmesi ya da DNA sentezi, hücre bölünmesi öncesinde çift sarmallı DNA'nın kopyalanması işlemidir. Kopyalanan yeni DNA iplikleri hemen hemen tamamen aynıdır, ancak zaman zaman çoğalmadaki hatalar nedeniyle kopyalama mükemmel olmaz (bkz. mutasyon), ve sonuçtaki her iki sarmal da bir eski ve bir yeni iplikten oluşur. Buna yarı korunumlu çoğalma denir. DNA'nın çoğalması işlemi üç adımdan oluşur: başlatma, ikileşme ve sonlandırma.