Um núcleo é mantido unido por uma membrana chamada de envelope nuclear. O envelope é formado por fosfolipídios que criam uma bicamada lipídica para separar o conteúdo do núcleo do citoplasma.
A bicamada lipídica é formada por uma camada interna e externa separadas por 10 a 50 nanômetros. O espaço entre as duas camadas é denominado espaço perinuclear. Além disso, o envelope dá forma ao núcleo e ajuda a controlar o fluxo de moléculas para dentro e para fora dos poros do núcleo. O tamanho dos poros permite a passagem de pequenas moléculas solúveis em água, evitando a passagem livre de moléculas maiores para o interior do núcleo. As células típicas de mamíferos têm cerca de 3.000 a 4.000 poros no envelope.
A função do núcleo é monitorar e controlar a expressão gênica e a replicação do DNA durante o ciclo celular. Quando um processo citoplasmático precisa de isolamento, as partes principais são removidas para o núcleo.
Dentro do núcleo está o nucléolo, uma massa de RNA e proteínas que contém as regiões organizadoras dos nucléolos. Essas são partes dos cromossomos que contêm genes para a síntese de ribossomos. Em contraste com o núcleo, o nucléolo não possui uma membrana e é referido como uma suborganela. O núcleo pode conter vários tipos de estruturas subnucleares.
