Trei populații celulare majore din organism nu suferă mitoze. Celulele post-mitotice nu se împart mai departe după ce ajung la maturitate. Acestea includ eritrocitele, trombocitele, neuronii, fotoreceptorii retinieni, celulele cardiace și celulele musculare scheletice. Quiescent populațiile de celule nu progresează activ prin ciclul celular, dar sunt încă capabile de mitoză dacă sunt stimulate. În cele din urmă, celulele senescente afectate de uzură nu suferă mitoze.
Motivul pentru care celulele roșii în sânge mature și trombocitele nu se împart sunt că nu au nuclee. Eritrocitele își pierd nucleul la stadiul reticulocitelor de dezvoltare. Trombocitele sunt fragmente citosolice ale celulelor osoase uriașe numite megacariocite; prin urmare, acestea nu au fost niciodată nucleate în primul rând.
Ca regulă generală, neuronii nu suferă mitoze, cu excepția progenitorilor celulelor gustative și, eventual, a câtorva neuroni din hipocampusul creierului. Celulele gliale, cum ar fi astrocitele și oligodendrocitele, au o origine embrionară comună cu neuroni; totuși, aceste celule pot să se prolifereze, mai ales ca răspuns la traume.
Fibrele musculare scheletice și cardiace prezintă un puzzle. Celulele musculare scheletice au nuclee multiple, dar au suferit mitoze puțin sau deloc după viața fetală. În mod similar, celulele cardiace își petrec viața într-o etapă a ciclului celular cunoscut sub numele de arestare G2. Deși acest lucru împiedică regenerarea celulelor cardiace după un atac de cord, aceasta explică și incidența rară a tumorilor care apar din mușchii scheletici sau cardiace.
