Cấu trúc điển hình của NST được biểu hiện rõ nhất ở kì Metafase của quá trình phân chia tế bào. Trong kì này, NST đã sao chép DNA và đã hình thành các sợi chị em. Các sợi NST được xếp thành một dãy kép ở trung tâm của tế bào. Các sợi NST này được gọi là sợi NST chị em và chúng có cấu trúc giống nhau. Các sợi NST chị em này được nối với nhau ở một điểm gọi là centromere. Cấu trúc này giúp đảm bảo rằng mỗi tế bào con sau khi phân chia sẽ có một bộ NST hoàn chỉnh và đầy đủ.