• Phiên mã (transcription) về bản chất là quá trình tổng hợp ARN từ mạch khuôn của gen. Trong quá trình này, chuỗi pôlyđêôxyribônuclêic của gen trên ADN được chuyển đổi thành chuỗi pôlyribônuclêic của ARN. Vì gen là đoạn xác định của ADN có 2 mạch, nhưng chỉ 1 mạch cố định được chọn làm khuôn để tạo ra phân tử ARN, còn mạch kia là mạch không phải khuôn, nên mạch làm khuôn được gọi là mạch mã gốc.[5] Trong Di truyền học phân tử, mạch mã gốc này là mạch đối nghĩa.[6], [7]. Phân tử ARN được tổng hợp có trình tự các ribônuclêôtit bổ sung cho trình tự đêôxyribônuclêôtit ở mạch đối nghĩa của gen theo nguyên tắc bổ sung, do đó trực tiếp mang các bộ ba mã di truyền.
• Quá trình này diễn ra trong nhân của tế bào và tiến hành qua ba giai đoạn tuần tự tương tự như phiên mã nhân sơ: bắt đầu, kéo dài và kết thúc (xem ở trang phiên mã). Tuy nhiên, hệ thống các yếu tố tham gia phiên mã nhiều và phức tạp hơn hẳn ở nhân sơ.[8]

• Vì phiên mã diễn ra trong nhân, mà nhân có màng bao bọc, nên phiên mã không thể diễn ra đồng thời cùng với dịch mã như ở nhân sơ.
• Ở vi khuẩn (nhân sơ), phiên mã của tất cả các loại gen tạo ra nhiều loại ARN khác nhau hầu như chỉ được xúc tác bởi một loại ARN pôlymêraza;[9] còn ở nhân thực, có ít nhất ba loại ARN pôlymêraza khác nhau, gọi tắt là Pol I, Pol II và Pol III trong tổng hợp các loại chủ yếu là mARN, tARN và rARN, chưa kể nhiều loại ARN khác nữa (xem ở trang Danh sách ARN).

• Pol I (ARN pôlymêraza 1) xúc tác phiên mã của tất cả các gen mã hoá ARN ribôxôm (rRNA) ngoại trừ 5S. Những gen rRNA này được tổ chức thành một đơn vị phiên mã duy nhất và được phiên thành một dãy liên tục. Phân tử sơ khai sau đó được xử lý thành ba loại: 18S, 5,8S và 28S. Sự phiên mã gen rRNA diễn ra trong hạch nhân (nucleolus hay nhân con) từ đó kết hợp với các prôtêin để hình thành các ribôxôm.[10], [11]

• Pol II (ARN pôlymêraza 2 - hình 2) có vai trò chính trong xúc tác phiên mã hàng ngàn gen mã hóa prôtêin thành ARN thông tin.[8]

• Pol III (ARN pôlymêraza 3) xúc tác phiên mã một số lượng nhất định các gen mã hóa ARN vận chuyển (tRNA). Pol III còn xúc tác tổng hợp ARN không mã hóa kích thước nhỏ khác như rRNA 5S, SNRNA, SRP RNA, RNA ribonuclease.[12]

• Quá trình phiên mã diễn ra trong nhân tế bào, tạo ra các ARN sơ khai hoặc cũng gọi là tiền ARN (pre RNA). Sau đó, các ARN sơ khai này phải trải qua giai đoạn chế biến (processing) ở trong nhân, tạo nên ARN trưởng thành, rồi mới được "xuất khẩu" từ nhân sang tế bào chất để thực hiện chức năng sinh học của chúng (hình 3).
• Trong quá trình chế biến mARN sơ khai để tạo ra ARN trưởng thành, vì gen nhân thực thuộc loại gen phân mảnh, gồm các đoạn intrôn (không có mã) xen kẽ với các đoạn êxôn (có mã), nên quá trình chế biến mARN sơ khai còn cần cắt bỏ các đoạn không mã (intrôn) rồi phân giải chúng, đồng thời ghép nối các đoạn có mã (êxôn) lại thành cấu trúc tuyến tính hoàn chỉnh chứa các trình tự ribônuclêôtit liên tục để dịch mã nhanh chóng và chính xác.

• Tóm tắt các loại Pol như bảng sau: