Ở sinh vật nhân sơ: NST là phân tử ADN kép, vòng không liên kết với prôtêin histôn.  

- Ở tế bào nhân thực:

+ Cấu trúc hiểu vi: NST gồm 2 crômatit dính nhau qua tâm động (eo thứ nhất), một số NST còn có eo thứ hai (nơi tổng hợp rARN). NST có dạng hình que, hình hạt, hình chữ v… đường kính 0,2 – 2 mm, dài 0,2 – 50 mm.

Mỗi loài có một bộ NST đặc trưng (về số lượng, hình thái, cấu trúc).

+ Cấu trúc siêu hiển vi: NST được cấu tạo từ ADN và prôtêin (histôn và phi histôn) .

* Đơn vị cơ bản cấu tạo nên NST là nuclêôxôm. Mỗi nuclêôxôm gồm 8 phân tử prôtêin histôn được quấn quanh bởi 134134vòng ADN tương ứng với 146 cặp nuclêôtit

 Các nuclêôxôm cạnh nhau được nối với nhau bởi một đoạn ADN tạo thành chuỗi nuclêôxôm (sợi cơ bản)

 Sợi cơ bản (11nm) ⟶  Sợi nhiễm sắc (30nm) ⟶ Crômatit (700nm) ⟶ NST (1400nm)