以染色體形式貯存瞭絕大部分遺傳信息的細胞器。真核細胞內最大、最重要的細胞器，是細胞遺傳與代謝的調控中心。由R.佈朗首次命名。
細胞核組成
所有真核細胞，除植物成熟的篩篩管和哺乳動物成熟的紅血細胞等極少數例外，都含有細胞核。細胞核大多呈球形或卵圓形，但也隨物種和細胞類型不同而有很大變化。細胞核的體積大小約占細胞總體積的10%左右，這是制約細胞最大體積的主要因素之一。核的大小依物種不同而變化，高等動物細胞核直徑一般為5～10微米，高等植物細胞核直徑一般為5～20微米，低等植物細胞核直徑約1～4微米。
細胞核主要由核被膜、染色質、核仁及核骨架組成（見圖）。細胞核是遺傳信息的貯存、復制的場所，也是基因轉錄和轉錄初產物的加工場所，進而控制細胞的遺傳與代謝活動。
核被膜與核孔復合體是真核細胞間期所特有的結構。核被膜作為細胞核與細胞質之間的界膜，將細胞分成核與質兩大結構與功能區域，從而使轉錄與翻譯這兩個基因表達的基本過程在時空上分開。在核被膜的內表面是由核纖層蛋白構成的纖維網，稱為核纖層，對核被膜起機械支持作用，同時也是提供染色質纖維的錨定位點。在細胞周期中，核被膜經歷有規律地解體與重建，這是通過構成核纖層蛋白的磷酸化與去磷酸化來調控的。與核膜相聯系的核孔復合體是一種復雜的跨膜運輸蛋白復合體，在核質面與胞質面呈不對稱性分佈，構成核質交換的雙向選擇性親水通道，核質之間主要通過核孔復合體實現頻繁的物質交換與信息交流。
染色質是由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的纖維性復合結構。真核細胞的DNA被包裝成一套染色體，每條染色體含有一條線性DNA分子。真核細胞染色質DNA與組蛋白緊密結合，形成核小體，核小體是構成染色質的基本結構單位。染色體是細胞有絲分裂時遺傳物質存在的特殊形式，是間期染色質緊密包裝的結果。在細胞世代中確保染色體的復制和穩定遺傳，染色體至少包括三種功能元件序列：著絲粒、端粒和DNA復制起點。在真核細胞，染色質的結構與基因表達有密切關系。
核仁是真核細胞間期核中最顯著的結構，核仁沒有膜包被，其形態、大小隨細胞類型和細胞代謝狀態不同而變化。核仁普遍存在三種基本結構組分：纖維中心（FC）、致密纖維組分（DFC）和顆粒組分（GC）。核仁的主要功能涉及核糖體的生物發生，這是一個向量過程。該過程包括rRNA的合成、加工和核糖體亞單位的裝配。在細胞周期中，核仁是一種高度動態的結構，在有絲分裂過程表現出周期性地解體與重建。此外，還有一些稱為核體的亞核結構被觀察和研究，它們可能是在基因表達過程中，涉及與大分子合成、裝配及其儲存相關的蛋白質、RNA(也許還有DNA)的緊密結合的結果。有人稱，在細胞的各種事件中，核體可能代表不同核組分的分子貨倉。
在真核細胞的核內除上述結構外，還有一個以蛋白質成分為主的網架結構體系，即核基質，這一結構體系與DNA復制、基因表達和染色體包裝與構建等有密切關系。