Mỗi nhiễm sắc thể chứa một phân tử DNA dài gấp hàng ngàn lần so với đường kính của nhân tế bào do:
Trong nhân tế bào, phân tử DNA quấn quanh các phân tử protein histone tạo nên chuỗi nucleosome, chuỗi nucleosome được xếp cuộn qua nhiều cấp độ khác nhau làm nhiễm sắc thể có khả năng co xoắn cực đại. Nhờ cách cấu trúc đặc biệt này mà phân tử DNA có kích thước lớn, mang nhiều gene được đóng gói bên trong mỗi nhiễm sắc thể và nằm gọn trong nhân tế bào.