O núcleo de uma célula contém material genético chamado cromossomos; a membrana nuclear, chamada de envelope nuclear, que controla o crescimento e a reprodução da célula; e um líquido chamado nucleoplasma. O núcleo gerencia o material genético da célula e controla as atividades da célula.
Os cromossomos no núcleo contêm DNA, ou ácido nucléico, que contém informações sobre hereditariedade e instruções para o crescimento, desenvolvimento e reprodução celular. O ácido ribonucléico, também conhecido como RNA, é combinado com proteínas para criar estruturas densas chamadas ribossomos, que também estão contidas no núcleo. Os ribossomos basicamente organizam e gerenciam as proteínas internas da célula. O nucleoesqueleto é uma parte do núcleo que adiciona suporte mecânico à célula como um todo.
A membrana nuclear, que consiste em uma membrana interna e uma membrana externa, separa completamente o núcleo do resto da célula. A membrana controla as moléculas que vêm e vão da célula. A membrana é impermeável a moléculas grandes, a menos que as moléculas maiores passem por um dos poros da membrana e sejam transportadas para o núcleo da célula por proteínas específicas. Os poros também são necessários para a transferência de moléculas menores importantes para frente e para trás entre a célula interna e outras células. Nos mamíferos, o núcleo compõe aproximadamente 10 por cento da célula.