التنظيم الجزيئي لدورة الخلية هو عملية تنظيم تسلسل الأحداث الحيوية التي تحدث خلال دورة الخلية الحيوية، وتتضمن هذه العملية عددًا من الأحداث الحيوية المختلفة مثل تضاعف الحمض النووي والتجهيز للتقسيم وتقسيم الخلية.
التنظيم الجزيئي لدورة الخلية يتم عن طريق تفاعلات كيميائية ترتبط بصورة معقدة بحفظ الجهاز الحيوي في توازن، وهذا النظام الجزيئي المعقد يتأثر بضغوط وعوامل خارجية مختلفة مثل التأثيرات الحيوية والغذائية والبيئية والضغط الخلوي.
يجهز الخلية نفسها للتجزئة والانقسام عن طريق آلية موقتة للتحكم في النظام الجزيئي والمواد الكيميائية المهمة التي تعملدورة الخلية من جديد.