У будові хромосоми виділяють хроматиди, первинну перетяжку, плечі, вторинну перетяжку, супутники, ядерцеві організатори, теломери та ін. Кожна така хромосома складається з двох поздовжніх частин – хроматид. Первинна перетяжка (центромера) – найбільш спіралізована частина хромосоми, яка поділяє її на два плеча. На ній розташовуються спеціальні білки (кінетохори), до яких при розподілі генетичного матеріалу прикріплюються нитки веретена поділу. Деякі хромосоми мають вторинні перетяжки, що часто відокремлюють ділянки хромосом, названі супутниками. Такі хромосоми в ядрах клітин можуть наближатися одна до одної і утворювати ядерцеві організатори, які містять гени рРНК. Кінці плечей одержали назву теломерів. Це генетично неактивні спіралізовані ділянки, що перешкоджають з'єднанню хромосом між собою або з їх фрагментами.
Спадковий матеріал в хромосомах постає як нуклео-протеїновий комплекс.Білки, що входять склад хромосом, це значна частина всього речовини в хромосомах, близько 65% всієї маси структур припадає саме на них. Хромосомні білки поділяються на негистоновие білки і гистони. Гистони - сильноосновни, лужний характер їх обумовлюється наявністю лізину і аргенина - основних амінокислот. Хімічний і структурний склад хромосом різноманітний. Гистони представляють п'ять фракцій: Hl, H2A, H2B, H3 і H4. Всі, крім першої фракції, приблизно в рівних кількостях є в клітинах всіх видів, що належать до вищим ссавцям. Білків Hl менше вдвічі. Синтез гістонів відбувається на полисомах цитоплазми. Це основні білки, що мають позитивний заряд, за рахунок чого можуть міцно з'єднуватися з молекулами ДНК і таким чином не дають зчитувати укладену спадкову інформацію. У цьому полягає регуляторна роль гістонів, але крім неї є і структурна функція, за рахунок якої забезпечується просторова організація ДНК в хромосомах. У характерний хімічний склад інтерфазних хромосом входять і негистоновие білки, які, в свою чергу, поділяються більш ніж на сто фракцій. В цей ряд входять ферменти, що відповідають за синтез РНК, ферменти, які запускають репарацію і редупликацию ДНК. Так само як і основні, кислі хромосомні білки мають регуляторну та структурну функції. Однак хімічний склад хромосоми на цьому не закінчується: крім білків і ДНК, у складі присутня РНК, іони металів, ліпіди і полісахариди. Частково хромосомна РНК присутній в якості продуктів транскрипції, які ще не покинули місце синтезу.
