Lors de la synthèse d'ADN, la polymérisation de désoxyribonucléotides s'effectue grâce à des enzymes spécifiques: les ADN polymérases. Cinq ADN polymérases ont été identifiées chez les eucaryotes supérieurs: les ADN polymérases α, β, δ, ε et γ. Une sixième ADN polymérase a été identifiée très récemment chez la levure: l'ADN polymérase ζ. Ces enzymes jouent un rôle majeur dans la réplication et/ou dans la réparation de l'ADN. Les quatre premières sont essentielles à la réplication de l'ADN chromosomique, la réparation par excision de bases, la réparation par excision de nucléotides et la réparation des mésappariements; l'ADN polymérase γ est requise pour la réplication et la réparation de l'ADN mitochondrial; l'ADN polymérase de levure est responsable du franchissement des lésions de l'ADN lors de la réplication induisant ainsi des mutations spontanées dans l'ADN.