Nukleolus er langt den mest let genkendelige understruktur i den eukaryote kerne , og kan ses ved hjælp af en række forskellige farvestoffer samt ved fasekontrastmikroskopi. I spirende gær fylder den enkelte nucleolus næsten halvdelen af kernen. Celler fra andre arter har ofte flere kerneolier. Nukleolus er en ribosomfabrik, der består af desoxyribonukleinsyre (DNA), ribonukleinsyre (RNA) og protein . I nucleolus transskriberes et langt ribosomalt RNA (rRNA)-prækursormolekyle fra DNA, behandles til tre modne RNA’er og pakkes sammen med specifikke proteiner for at danne de store og små ribosomale underenheder. Når underenhederne er blevet samlet, transporteres de ud af nukleolus til cytoplasmaet for at blive brugt til oversættelse (proteinsyntese).
Nukleoli er ikke statiske strukturer. De adskilles under mitose og dannes igen i den tidlige G1-fase. Nukleolodannelse forårsager ikke ekspression af rRNA-gener . Nukleoli er snarere et resultat af rRNA-transskription og -behandling.
Set i elektronmikroskopet har en nukleolus to forskellige dele: den fibrillære komponent og den granulære komponent. Den fibrillære komponent kan underopdeles i to rum: den tætte fibrillære komponent og det fibrillære center. Fibrillære centre indeholder store mængder RNA-polymerase I, som transskriberer rRNA. Transkriptionen af rRNA-gener menes at finde sted i grænsefladen mellem den tætte fibrillære komponent og fibrillærcentret. Senere stadier af ribosomens samling finder sted i den granulære komponent.
Menneskelige kromosomer indeholder fem nukleolære organizerregioner (kaldet NOR’er), der er placeret på de korte arme af kromosomerne 13, 14, 15, 21 og 22. Hos mennesker indeholder hver NOR ca. hundrede tandemvis gentagne rRNA-genkopier. NOR’erne på forskellige kromosomer mødes typisk i interfasen. En enkelt nukleolus består således ofte af rRNA-gener fra to eller flere forskellige NOR’er. Nogle arter har kun et enkelt NOR-bærende kromosom og dermed en enkelt nucleolus.
Ud over den veletablerede funktion af nukleoler i ribosomsamlingen tyder nyere beviser på, at nukleoler også er involveret i flere andre cellulære processer, herunder samling og modifikation af forskellige små ribonukleoproteiner (RNP’er), sekventering af vigtige cellecyklusregulerende proteiner, eksport af andre nonribosomale RNA’er og kontrol af cellulær senescens eller aldring.