세포핵(nucleus)은 진핵생물(eukaryote)의 유전 정보를 포함하는 염색체 DNA를 담고 막으로 둘러싸여있는 세포기관입니다. 세포핵이 담고 있는 염색체 DNA는 특정한 기능을 수행하는 미토콘드리아나 엽록체가 담고 있는 DNA와 구별됩니다. 적혈구와 같은 일부 세포에는 핵이 없으며 골격 근육 세포와 같은 세포는 다수의 핵을 가지고 있지만, 대부분의 진핵세포(eukaryotic cell)에는 단일 핵이 있습니다.

핵에 있는 DNA는 염색질(chromatin)이라 불리는 히스톤(histone)과 같은 단백질에 감긴 DNA-단백질 복합체를 만듭니다. 세포가 분열하지 않을 때, 즉 세포주기 중 간기(interphase)에 있을 때, 염색질은 확산적으로 조직됩니다. 이는 DNA 코드를 기반으로 전령RNA(messenger RNA, 줄여서 mRNA)가 합성될 때 전사(transcription) 과정 동안 DNA에 쉽게 접근할 수 있게 만듭니다. 진핵세포가 분열하려고 할 때 염색질은 선형의 염색체(chromosome)로 단단히 응축됩니다. 인간은 총 46개의 염색체가 있습니다.

염색질은 특히 인(nucleolus)이라고 불리는 핵 내부 영역에 집중되어 있습니다. 인은 mRNA를 단백질로 번역하는 리보솜(ribosome)의 생산에 중요합니다. 인에서 리보솜 RNA가 합성되고 단백질과 결합하여 리보솜 단위물(ribosomal subunit)을 생성하는데, 리보솜 단위물은 나중에 세포질(cytoplasm)에서 리보솜을 형성합니다.

핵의 내부는 핵질(nucleoplasm)이라 불리는 젤 같은 물질로 채워져 있습니다. 핵막(nuclear envelope)이라 불리는 두 개의 지질 이중막(lipid bilayer)으로 구성된 두 개의 막이 핵을 둘러싸고 있습니다. 핵막에는 단백질이 안쪽에 깔린 핵공이라 불리는 구멍이 있고 이 구멍은 핵을 드나들 수 있는 물질을 조절합니다. 예를 들어 핵공은 mRNA가 핵을 나갈 수 있도록 해 mRNA가 리보솜으로 이동하여 단백질로 번역되게 합니다.