Il nucleo di una cellula contiene materiale genetico chiamato cromosomi; la membrana nucleare, chiamata involucro nucleare, che controlla la crescita e la riproduzione della cellula; e un liquido chiamato nucleoplasma. Il nucleo gestisce il materiale genetico della cellula e controlla le attività della cellula.
I cromosomi nel nucleo contengono DNA, o acido nucleico, che contiene le informazioni e le istruzioni ereditarie per la crescita, lo sviluppo e la riproduzione delle cellule. L'acido ribonucleico, noto anche come RNA, è combinato con le proteine per creare strutture dense chiamate ribosomi, che sono anche contenute nel nucleo. I ribosomi fondamentalmente organizzano e gestiscono le proteine delle cellule interne. Il nucleoscheletro è una parte del nucleo che aggiunge il supporto meccanico alla cellula complessiva.
La membrana nucleare, che consiste in una membrana interna e una membrana esterna, separa completamente il nucleo dal resto della cellula. La membrana controlla le molecole che vanno e vengono dalla cellula. La membrana è impermeabile alle grandi molecole, a meno che le molecole più grandi non passino attraverso uno dei pori della membrana e siano trasportate nel nucleo della cellula da specifiche proteine. I pori sono anche necessari per il trasferimento di importanti molecole più piccole avanti e indietro tra la cellula interna e altre cellule. Nei mammiferi, il nucleo costituisce circa il 10 percento della cellula.