Systém regulácie bunkového cyklu musia v správnom čase aktivovať enzýmy a iné proteíny potrebné k vykonaniu určitej fázy bunkového cyklu a po ukončení „práce” ho inaktivovať. Musí sa dbať na to, aby jednotlivé fázy presne na seba nadväzovali a nezačala sa jedna fáza skôr, ako sa kompletne ukončí predchádzajúca fáza. Regulačný systém musí brať do úvahy aj vonkajšie podmienky a reagovať na signály prichádzajúce od ostatných buniek, blízkych aj vzdialenejších. Tieto signály sa sprostredkúvajú medzi bunkami cytokínmi a hormónami, za úzkej spolupráce nervového systému. Hovoríme o neurohumorálnom regulačnom systéme. Regulačný systém bunkového cyklu preto hrá kľúčovú úlohu pri regulácii počtu buniek v tkanivách organizmu. Veľkosť väčšiny organizmov je determinovaná množstvom buniek, z ktorých sa organizmus skladá a nie ich objemom.

Kontrola bunkového cyklu je len jednou stránkou kontroly, druhou stránkou je regulačný mechanizmus, ktorý rozhoduje o dĺžke života bunky, resp. je schopný navodiť smrť bunky aktivovaním prirodzeného programu sebazničenia bunky. Túto programovanú smrť bunky nazývame apoptóza (bunka má pre ňu genetický program).

K regulácii a kontrole bunkového cyklu dochádza na molekulovej úrovni, v určitých kontrolných bodoch (kontrolných uzloch), kde sa uplatňuje systém spätných, či následných väzieb, ktorými zabraňuje regulačný systém spúšťaniu ďalšieho kroku cyklu, kým sa neukončí krok predchádzajúci. Medzi najvýznamnejšie regulačné systémy patria kontrolné body pre veľkosť buniek, v ktorých je zastavený cyklus až kým bunka nenarastie do určitej správnej veľkosti. Tento bod dáva bunke tiež možnosť kontrolovať prv než vstúpi do mitózy, či je kompletne zreplikovaná jej DNA. V kontrolných bodoch sa regulácia môže prejaviť tiež prijímaním signálov od ostatných buniek – extracelulárne signálové molekuly, ktoré môžu podporovať alebo brzdiť bunkový cyklus.