细胞核内的染色质主要由DNA和组蛋白构成。在间期核内呈分散颗粒状，核内能被碱性染料着色的部分为异染色质，即已失去表达功能的染色质。不易着色的部分为常染色质。在细胞分裂时，染色质呈丝状并经螺旋化、盘绕折叠，形成显而易见的染色体。染色体除含DNA和组蛋白外，还含有大量的非组蛋白和少量RNA。染色体缢缩的部位有着丝粒，着丝粒是异染色质，在细胞分裂中起重要作用。真核细胞的染色体是线形的。细菌的质粒、叶绿体和线粒体都有环状的DNA分子。线形染色体两端有一段与染色体正常复制有关的特定的碱基序列，称为端粒（端粒并不是染色体的形态结构）。