クロマチンは核内のすべてのDNAとそれに付随するタンパク質から構成されています。 クロマチンの足場には3つの基本的な層があり、その結果、DNA分子が凝縮されます。
各染色体を構成する二重らせん状のDNA分子は、まずヒストン蛋白質のクラスターに巻きつけられます。 ヌクレオソームとそれをつなぐリンカーDNAは、糸についたビーズのように輪になって、さらに密に詰められた30nmのソレノイドファイバーを形成します。 そして、30nmの繊維はさらにコイル状に巻かれ、ループ状に折り畳まれて、密に結合する。 この最終段階の足場が、有糸分裂や減数分裂のメタフェースで観察できる染色体を作り出すのです。
顕微鏡で見ても、個々の染色体は細胞分裂（有糸分裂または減数分裂）のときだけ核の中にはっきりと見えます。
真核細胞が分裂する前に、染色体は2本ずつ複製され、2本の姉妹染色分体はセントロメアで最も強く結合して、縦方向に結合します。
有糸分裂が始まる前に、細胞のDNAは自己複製し、それぞれの染色体の同一のコピーを作ります。
有糸分裂または減数分裂の間に、私たちが染色体について考えるときに通常想像するX型の構造を観察することができます。
姉妹染色体は、セントロメアと呼ばれる部分で互いに結合しています。
セントロメアはまた、各染色体をp腕とq腕の2つの領域に分割しています。 p腕は短い方の腕で、q腕は長い方の腕です。 遺伝学者がある染色体上の遺伝子の位置を説明するときは、染色体番号（ヒトでは1-22、X、Y）、腕（pまたはq）、そして腕上の遺伝子の位置を指定します。
性更新を行う真核生物の体細胞は2倍体で、相同染色体を2セット持っています。
人間の体の体細胞、つまり配偶子（性細胞）以外の細胞には、それぞれ46本の染色体を持っています。 この46本の染色体は23対で構成され、2倍体です。
ヒトの場合、23本の染色体のうち22本が常染色体、つまり性染色体以外の染色体です。 ヒトの場合、23対の染色体のうち22対が常染色体、つまり性染色体以外の染色体です。この2対の染色体は大きさや形が同じで、同じ遺伝子（ただし、遺伝子の代替である対立遺伝子は異なる可能性があります）を含むため、相同染色体と呼ばれます。 23番目のペアは、性染色体で構成されています。 通常、生物学的に男性である人はXY（X染色体とY染色体）、女性である人はXX（2本のX染色体）の遺伝子型を持っています。
性更新を行う真核生物の性細胞（配偶子）は1n（ハプロイド）で、対になっていない23本の染色体しか持っていないことを意味します。 精子が卵子と受精すると、2倍体の接合体ができますが、この2倍体の性細胞が結合して46本の染色体を持つ接合体となります。
テロメアは染色体の末端を保護し、細胞分裂のたびに短くなります。
テロメアは染色体の両端にあり、塩基対の繰り返し配列からなる特殊な領域です。 一般的には、靴ひもの先に付いているプラスチックのキャップのようなものと表現されます。 テロメアは染色体の末端を保護し、他の染色体とくっつかないようにしているのです。
しかし、テロメアの最も重要な機能は、遺伝物質を失うことなく細胞が分裂できるようにすることです。 もしテロメアがなかったら、DNAの複製が行われるたびにいくつかの塩基対が失われてしまうでしょう。 幸いなことに、細胞分裂のたびに短くなるのは、遺伝子ではなくテロメアなのです。 例えば、人間の細胞のテロメアは、細胞が分裂するたびに30から200の塩基対を失います。
通常、人間の体内の細胞は、老化（不活性、もはや分裂しない）するか死ぬまでに約50～70回分裂することができます。
テロメラーゼという特殊な酵素は、複製された染色体の末端にテロメアを付加します。つまり、この酵素の量が多い細胞（精子細胞や卵細胞、特定の癌細胞など）は、より頻繁に分裂できるのです。
以下は、真核生物の染色体と原核生物の染色体の特徴を比較したものです。
| 真核生物の染色体 | 原核生物の染色体 | |
|---|---|---|
| 線形 | 円形 | |
| サイズ | 大きい | 小さい |
| 数 | 複数 | 単数 |
| 場所 | 核ヌクレオイド（細胞質内の領域） | |
| 貯蔵タンパク質 | ヒストン | ヌクレオイドー関連タンパク質 |
可視光線生物学
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