La synthèse des ribosomes est un processus très complexe et coordonné impliquant plus de 200 facteurs d'assemblage. La synthèse et le traitement des composants ribosomiques se produisent non seulement dans le nucléole mais aussi dans le nucléoplasme et le cytoplasme des cellules eucaryotes.

La biogenèse des ribosomes commence par la synthèse des pré-ARNr 5S et 45S par des ARN polymérases distinctes. Les transcrits primaires sont largement traités et modifiés avant d'être liés et repliés par des protéines ribosomiques et des facteurs d'assemblage, qui sont importés du cytoplasme. La modification étendue des ARN ribosomiques par les snoRNP est une autre caractéristique distincte des ribosomes eucaryotes. Individuellement, les bases modifiées peuvent ne pas sembler avoir une fonction spécifique collectivement, toutes les modifications stabilisent des conformations particulières des ARN ribosomiques. De plus, ces bases modifiées sont plus concentrées dans les régions fonctionnelles de l'ARNr et régulent l'activité ribosomique en traduction.

Les modifications de l'ARNr et le traitement des pré-ARNr se produisent dans le nucléole car ces deux étapes nécessitent des composants qui ne se trouvent que dans le nucléole. Alors que les snoRNP effectuent une modification chimique de l'ARNr, d'autres « protéines nucléolaires » hydrolysent le transcrit d’“ARN espaceur” dans l'ARN précurseur pour former les ARNr 18S, 5.8S et 28S clivés. Avec la génération des ARNr matures, les protéines nucléolaires libres retournent dans un pool nucléolaire et sont réutilisées.

Les cations tels que les ions magnésium (Mg²⁺) jouent un rôle important dans le maintien de la structure du ribosome. Au cours des expériences, le ribosome se dissocie en sous-unités lorsque Mg²⁺ est retiré. Bien que le rôle précis du Mg²⁺ reste incertain, il est plausible que les cations interagissent avec les phosphates ionisés de l'ARN pour ponter les deux sous-unités ribosomiques.

Une fois l'assemblage ribosomique terminé, certains des ribosomes s'associent aux membranes intracellulaires, principalement le réticulum endoplasmique, tandis que les ribosomes libres sont distribués à travers le cytoplasme.