真核细胞遗传物质的主要存在场所和细胞机能的控制中心。其结构和功能在细胞周期中有显著的变化。形态分裂间期的细胞核都有特定的形态，一般以球形或椭圆形。核的形态常与细胞的形态相适应，如球形、立方形和多角形细胞中的一般为圆形或卵圆形，扁平细胞中为扁平形；柱状细胞中为长椭圆形。
分裂间期的细胞核都有特定的形态，一般以球形或椭圆形。核的形态常与细胞的形态相适应，如球形、立方形和多角形细胞中的一般为圆形或卵圆形，扁平细胞中为扁平形；柱状细胞中为长椭圆形。此外，中性粒细胞中核为多叶形；蚕的丝腺细胞和分泌细胞中为分枝形；高等植物胚乳细胞中有时呈网状；禾本科叶保卫细胞中的则为哑铃形。细胞核的形态也随发育时期而变化，如等轴的分生组织中核为球状，而分化成柱状细胞时变成纺锤形。植物细胞随着生长发育，液泡增大，将细胞核挤向细胞壁，使核变成盘状。
直径一般为20～30μm，最小的在1μm以下，最大的可达1000μm以上。低等植物细胞核较小，直径在1～4μm之间，高等植物的核在5～20μm，动物的细胞核一般为5～10μm，卵和合子等核的直径达400μm。细胞核的大小随细胞周期而变化，准备分裂的间期细胞核要大于刚分裂后的细胞核。细胞核的大小还与它所含的DNA量成正比，多倍体的细胞核一般大于二倍体。双翅目唾腺细胞有巨大染色体，其核也大。一般生理代谢活性高的细胞，其细胞核大于生理活性低的细胞。
除植物的筛管和哺乳动物的成熟红细胞等少数无核细胞外，通常一个细胞含有一个细胞核。也有多核的细胞，如多核菌丝体、被子植物的毡绒层细胞、昆虫的早期胚胎细胞、脊椎动物的骨胳肌细胞、破骨细胞和哺乳动物胎盘的合胞滋养层等，少则两个，多则几百、几千甚至上万个。多核细胞因其只有核分裂而无胞质分裂，或多个单核细胞彼此融合而形成。纤毛虫细胞中还存在性质和功能不同的两种细胞核——大核和小核。大核不含有全部基因，但控制细胞的代谢，并且在繁殖过程中无连续性，可消失后再生；小核具有全套基因，控制细胞的遗传，在繁殖过程中有连续性。
包裹在细胞核最外层的核膜和其他膜系一样，主要成分是脂类和蛋白质。细胞核内的染色质和核仁的主要成分为DNA、组蛋白和非组蛋白、RNA以及多胺类化合物。核基质中的基本成分为H2O、RNA、DNA复制和转录所需要的酶类及其底物、核糖核酸酶、碱性磷酸化酶和二肽酶等水解酶，还有一些二价阳离子。
细胞的一切生命活动都直接或间接受到细胞核的控制，失去核的细胞往往只有某种单一功能，而且寿命很短。如哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，它的功能只是运载氧和二氧化碳，寿命也只有120天左右。细胞核是遗传物质的主要存在场所，因而成为细胞基本属性的控制中心。细胞将其特性准确无误地传递给子细胞是通过核内遗传物质的准确复制来实现的。特定基因的表达使细胞出现特异性代谢产物，从而导致细胞分化。通过核分裂和胞质分裂使细胞繁殖。遗传物质的改变会使细胞的遗传特性发生变化，而基因的表达产物是细胞本身组建和代谢系统的直接或间接的物质来源。
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