细胞核是细胞的控制中心,在细胞的代谢、生长、分化中起着重要作用,是遗传物质的主要存在部位.一般说真核细胞失去细胞核后,很快就会死亡,但红细胞失去核后还能生活120天；植物筛管细胞,失去核后,能活好几年.尽管细胞核的形状有多种多样,但是它的基本结构却大致相同,即主要是由核被膜、染色质、核仁和核骨架构成.
核膜由两层单位膜组成,把核与细胞质隔开,两层膜的中间为空隙,叫核周腔.膜上有穿孔,占膜面积的8%以上.
核膜使细胞核成为细胞中一个相对独立的体系,使核内形成一相对稳定的环境.同时,核膜又是选择性渗透膜,起着控制核和细胞质之间的物质交换作用.
染色质：染色质是真核细胞的间期核中DNA,组蛋白,非组蛋白蛋白质以及少量RNA所组成的一串念珠状复合体.是细胞间期遗传物质存在的形成.易被碱性物质着色.
核液：是核内没有明显结构的基质.
核仁经常出现在间期细胞核中,它是匀质的球体,其形状、大小、数目依生物种类,细胞形成和生理状态而异.核仁的主要功能是进行核糖体RNA的合成.
从其结构,我们可以得出细胞核的功能：控制细胞的遗传,生和长和发育.德国藻类学哈姆林的伞藻嫁接试验验证了细胞核是遗传物质携带者.
1、核被膜（nuclear envelope）
核被膜（包括核孔复合体）是真核细胞中普遍存在的结构,它们不仅是细胞质和细胞核的界限,而且还控制着核、质之间物质和信息交流.核被膜是双层膜,膜厚约7～8nm,膜间为宽10～50nm的核周腔(perinuclear space).
核被膜可分为三个区域：
— 核外膜：面向胞质,附有核糖体颗粒,与内质网相连.
— 核内膜：面向核质,表面上无核糖颗粒,膜上有特异蛋白,为核纤层提供结合位点.
— 核孔(nuclear pores)：在内外膜的融合处形成环状开口,又称核孔复合体,直径为50～100nm,一般有几千个,核孔构造复杂,含100种以上蛋白质,并与核纤层紧密结合成为核孔复合体.是选择性双向通道.功能是选择性的大分子出入（主动运输）,酶、组蛋白、mRNA、tRNA；存在电位差,对离子的出入有一定的调节控制作用.
核纤层是紧贴核内膜的一层厚度为20～50nm的纤维蛋白片层或纤维网络,成分为中间纤维蛋白,称为核纤层蛋白(lamin).核纤层与细胞质骨架、核骨架连成一个整体,一般认为核纤层为核被膜和染色质提供了结构支架.
2、染色体和染色质
染色质和染色体在化学成分上并没有什么不同,而只是分别处于不同的功能阶段的不同的构型.染色质是指间期细胞内由DNA、组蛋白和非组蛋白及少量RNA组成的线形复合结构,是间期细胞遗传物质存在形式.固定染色后,在光镜下能看到细胞核中经许多或粗或细的长丝交织成网的物质,从形态上可以分为常染色质（euchromatin）和异染色质(heterochromatin).常染色质呈细丝状,是DNA长链分子展开的部分,非常纤细,染色较淡.异染色质呈较大的深染团块,常附在核膜内面,DNA长链分子紧缩盘绕的部分.染色体是指细胞在有丝分裂或减数分裂过程中,由染色质缩聚而成的棒状结构.
染色质的主要成分：DNA、蛋白质（组蛋白、非组蛋白）、少量RNA.蛋白质有祖蛋白和非祖蛋白,组蛋白（histones）富含lys,Arg,碱性,能和带负电荷的DNA结合,分为H1,H2A,H2B,H3,H4五种；非组蛋白是参与DNA复制和转录的酶.
染色质的结构单体为核小体,直径约10nm,相邻以1.2.5nm的细丝相连,核心由4组组蛋白（ H2A,H2B,H3,H4 ）构成,DNA缠绕在核心的外周,核小体之间为连接DNA,上有H1,1个核小体上共有200个碱基对,构成染色质丝的一个单位.
3、核仁
细胞核中圆形或椭圆形的颗粒状结构,没有外膜,在蛋白质合成旺盛的细胞,常有较大或多个核仁,核仁富含蛋白质和RNA分子.核仁由颗粒组分,纤维中心和致密纤维组分三大部分组成.核仁组成成分包括rRNA,rDNA和核糖核蛋白.核仁是rRNA基因存储,rRNA合成加工以及核糖体亚单位的装配场所.
核仁组织区(nucleolus organizer region)：即rRNA序列区,它与细胞间期核仁形成有关,构成核仁的某一个或几个特定染色体片断.这一片段的DNA转录为rRNA,rRNA所在处.
4、细胞核骨架
核骨架是由纤维蛋白构成的网架结构,其蛋白成分按道理说细胞质骨架有的,核骨架也应该有.但现在在核骨架中只发现有角蛋白和肌蛋白质成分,在某些原生动物核骨架中还发现含有微管.同时在核骨架中还有少量RNA,它对于维持核骨架三维网络结构的完整性是必需的.在进化趋势看,核骨架组分是由多样化走向单一,特化.