A telomerase é uma DNA polimerase RNA dependente, ou seja, uma enzima que pode produzir DNA usando o RNA como molde. A enzima se liga a uma molécula especial de RNA que contém uma sequência complementar à repetição do telômero. Ela prolonga a extensão da fita do DNA do telômero usando um RNA como molde. Quando a extensão está longa o suficiente, pode-se fazer uma fita complementar através do mecanismo comum de replicação de DNA, produzindo uma fita dupla de DNA.