真核生物中的染色體由染色質絲組成。染色質絲由核小體組成（組蛋白八聚體，DNA鏈的一部分附著并包裹在其周圍）。染色質絲被蛋白質包裝成稱為染色質的濃縮結構。染色質含有絕大多數的DNA和少量的母系遺傳獲得的如線粒體DNA。染色質存在于大多數細胞中，除少數例外，例如紅細胞。染色質允許非常長的DNA分子進入細胞核。在細胞分裂期間，染色質進一步濃縮以形成顯微鏡下可見的染色體。染色體的結構隨細胞周期而變化。在細胞分裂期間，染色體被復制，分裂并成功傳遞給它們的子細胞，以確保它們的后代的遺傳多樣性和存活。染色體可以以復制或非復制的形式存在。未復制的染色體是單個雙螺旋，而復制的染色體包含由著絲粒連接的兩個相同的雙螺旋（其中的任何一個被稱為染色單體或姐妹染色單體）。
真核生物（具有細胞核的細胞，例如植物、真菌和動物細胞）具有包含在細胞核中的多個大的線性染色體。每個染色體都有一個著絲粒，一個或兩個從著絲點突出的臂。此外，大多數真核生物還有小的環狀線粒體染色體，一些真核生物也有額外的小環狀或線性細胞質染色體。在真核生物的核染色體中，未濃縮的DNA以半有序結構存在，被包裹在組蛋白（結構蛋白）周圍，形成稱為染色質的復合結構。