Il nucleo delle cellule racchiude il materiale genetico, importantissima molecola contenente le istruzioni per sintetizzare gli RNA e le proteine. Quando la cellula non è in divisione il materiale genetico deve essere disponibile per essere letto, assume così una forma aggrovigliata detta: cromatina.

Durante le fasi di divisione cellulare si trova invece avvolto in corte strutture detti cromosomi. Il nucleo è racchiuso in una membrana detta membrana nucleare; tale membrana presenta numerosi fori attraverso i quali passano nel citoplasma molecole di RNA e proteine.

Il DNA è costituito da nucleotidi, ciascuno composto da tre componenti: uno zucchero, un gruppo fosforico ed una delle quattro basi azotate possibili. Le basi azotate sono: la timina, la citosina, l'adenina e la guanina. Il DNA possiede una forma a spirale (ad elica) e le basi si legano tra di loro a coppie complementari, ogni base si lega sempre alla sua base complementare: l'adenina si lega solo con la timina e la citosina si lega solo con la guanina.

Il codice genetico è in pratica la sequenza di innumerevoli combinazioni di nucleotidi contenente le informazioni necessarie per la sintesi proteica.