El núcleo es el centro de control de la célula. Guarda el ADN, que es el manual de instrucciones, y decide qué mensajes salen para fabricar proteínas. Mide de 5 a 10 μm de diámetro, donde 1 μm = 1000 nm. Se entiende mejor como una biblioteca blindada: los libros que son el ADN no salen, solo salen fotocopias y materiales con permiso.

De fuera hacia dentro, la primera pieza es la envoltura nuclear, una pared doble con membrana externa e interna y un hueco estrecho entre ellas llamado espacio perinuclear. La pared está llena de poros nucleares de unos 120 nm de ancho, que no son huecos libres sino puertas con proteínas guardianas: dejan pasar sin control solo moléculas menores de unos 40 kDa y exigen permiso y ayuda para lo grande. Pegada a la membrana interna está la lámina nuclear, una red de proteínas como el armazón de una carpa que mantiene la forma redonda del núcleo y sujeta la cromatina, y que se desarma cuando la célula se va a dividir.

Todo flota en el nucleoplasma, también llamado carioplasma, un líquido gelatinoso donde viajan las piezas para leer el ADN y los mensajes que irán a los poros. La cromatina es el ADN enrollado con proteínas llamadas histonas, como hilo en carretes; así unos dos metros de ADN caben en un núcleo de 10 μm. La eucromatina suelta y clara está activa y se puede leer, la heterocromatina apretada y oscura está apagada y sirve para proteger y ordenar, y en la división toda se supercompacta en palitos gruesos llamados cromosomas. El nucleolo es una zona densa sin membrana propia que fabrica ARN ribosómico y arma las piezas de los ribosomas, por eso es muy grande en células que fabrican muchas proteínas.