在细胞中由RNA聚合酶催化，以DNA为模板，四种核糖核苷三磷酸为原料，按碱基配对的原则，逐步合成一条与DNA一定区段互补的RNA链的过程。又称转录。在真核细胞核中，至少有三种RNA聚合酶：RNA聚合酶Ⅰ催化合成核糖体RNA（rRNA）；RNA聚合酶Ⅱ催化合成信使RNA（mRNA）；RNA聚合酶Ⅲ催化合成转移RNA（tRNA）。在原核细胞中主要有一种RNA聚合酶，它催化合成各种类型的RNA。RNA聚合酶都是由多亚基组成的复合物，如大肠杆菌的RNA聚合酶由α₂ββ′σ亚基组成。σ亚基脱落后，α₂ββ′称为核心酶，转录是以DNA双链中的一条链为模板。在碱基配对中，模板上的G配以C、C配以G和T配以A是与DNA的合成相同的。不同的是模板上的A要配以U。这样通过转录便把编码在DNA核苷酸顺序中的遗传信息转抄到RNA的核苷酸顺序中。

转录时首先是RNA聚合酶结合在模板DNA的特异部位处，此部位称启动子。启动子位于转录起始位点的上游，在大肠杆菌中由RNA聚合酶的σ因子辨认，在真核细胞中由叫做转录因子的蛋白质辨认。RNA聚合酶与启动子结合后，使DNA双螺旋局部解开，并以其中的一条链为模板进行转录。进行转录时，RNA聚合酶（在大肠杆菌中σ因子脱落，由核心酶）沿着DNA模板链由3′向5′方向移动，按碱基配对原则由转录起始位点开始逐步合成RNA链，即合成的RNA链由5′向3′方向延长。当RNA聚合酶移动到DNA模板上的叫做终止信号的特异部位时，转录终止。可见RNA合成的起始和终止都是由DNA链上的特异顺序所控制。除原核生物转录生成的mRNA外，原核生物转录生成的rRNA和tRNA以及真核生物转录生成的各种类型的RNA都是较大的RNA前体，它们必需经过加工后才能转变为具有功能的RNA。真核生物的mRNA前体需经剪接以除去链内的非编码的由内含子转录出的部分，并在其5′-端连上特异结构的“帽子”和在其3′-端加上多聚A“尾巴”，这样才能成为有功能的mRNA。rRNA和tRNA前体均需经剪切和化学修饰才能成为有功能的RNA分子。