一切真核細胞都有細胞核，但在真核生物體內某些高度分化成熟的細胞（如哺乳動物血液中的紅細胞、高等植物細胞體內輸導有機物的篩管細胞等）沒有細胞核，這些細胞在最初也是有細胞核的，后來在發育過程中消失了。細胞核是遺傳物質貯存、復制和轉錄的場所。細胞核的結構包括核膜、核仁、染色質和核液4個部分。
核膜是雙層膜結構，外膜常與內質網膜相連續，在核膜上有核孔，是大分子物質（如RNA、蛋白質等）的通道，但對大分子物質的運輸也是有選擇性的。
核仁是形成核糖體的場所。
染色質能被堿性染料（如蘇木精、龍膽紫、醋酸洋紅等）染成深色，染色質是由蛋白質和DNA組成的在細胞核中成細絲狀的物質。在細胞進入分裂時，染色質高度螺旋化縮短變粗而成為染色體。所以說染色質和染色體是同一種物質在細胞不同時期的兩種不同形態。一條染色體中含有一個DNA分子，一根染色質絲也同樣含有一個DNA分子，在細胞分裂間期完成復制后，兩根染色質絲通過一個著絲點彼此相連，進入分裂期后就形成一個染色體，這樣的染色體就含有2個DNA分子。