El núcleo es un orgánulo ligado a la membrana que contiene instrucciones genéticas de un organismo eucariota en forma de ADN cromosómico. Esto es distinto del ADN de las mitocondrias o cloroplastos que llevan a cabo funciones específicas de esos orgánulos. Mientras que algunas células, como los glóbulos rojos, no tienen un núcleo, y otras, como las células del músculo esquelético, tienen múltiples núcleos, la mayoría de las células eucariotas tienen un solo núcleo.

El ADN en el núcleo se envuelve alrededor de proteínas como histonas, creando un complejo de proteínas de ADN llamado cromatina. Cuando las células no se dividen, es decir, cuando están en la parte interfase de su ciclo celular, la cromatina se organiza difusamente. Esto permite un fácil acceso al ADN durante el proceso de transcripción cuando el ARN mensajero (ARNm) se sintetiza sobre la base del código de ADN. Cuando una célula eucariota está a punto de dividirse, la cromatina se condensa firmemente en cromosomas lineales distintos. Los humanos tienen 46 cromosomas en total.

La cromatina se concentra particularmente en una región del núcleo llamada nucléolo.El nucléolo es importante para la producción de ribosomas, que traducen el ARNm en proteína. En el nucléolo, el ARN ribosomal se sintetiza y se combina con proteínas para crear subunidades ribosomales, que posteriormente forman ribosomas funcionales en el citoplasma de la célula.

El interior del núcleo está lleno de una sustancia similar a un gel llamada nucleoplasma.Una membrana doble, compuesta por dos bicapas lipídicas, llamada envoltura nuclear, rodea el núcleo. Pequeñas aberturas forradas con proteínas, llamadas poros, salpican la envoltura nuclear, controlando qué sustancias pueden entrar y salir del núcleo. Por ejemplo, los poros permiten que el ARNm salga del núcleo, por lo que puede viajar a los ribosomas para dirigir la traducción de proteínas.