Nhiễm sắc thể được cấu tạo bởi các sợi axit deoxyribonucleic được tạo thành từ các tổ hợp gen. Tất cả các sợi DNA đều bao gồm các nucleotide, bao gồm một bazơ nitơ, một phân tử đường và một phân tử axit photphoric. Sự kết hợp cụ thể của các bazơ nitơ là mã gen biểu hiện như các đặc điểm di truyền.
Bốn hóa chất cơ bản là adenine, cytosine, thymine và guanine. Uracil là một hóa chất cơ bản khác, nhưng nó chỉ có trong RNA. Adenin và guanin đều có hai vòng nitơ và được gọi là nhân purin. Cytosine, thymine và uracil chỉ có một vòng nitơ và được gọi là pyrimidine.
Các chất hóa học cơ bản này liên kết với nhau, adenine với thymine và cytosine với guanine, để tạo ra một chuỗi DNA dài khoảng 6 feet. Các hóa chất liên kết có hình dạng của một vòng xoắn, trông giống như một cái thang xoắn.
Sau đó, sợi DNA tự quấn quanh các phân tử protein được gọi là histone. Khi quấn lại với nhau, DNA và protein được gọi là nucleosome. Sau đó, chất nhiễm sắc được hình thành bởi các nucleosom vòng chặt chẽ.
Đến lượt nó, chất nhiễm sắc sau đó bao bọc xung quanh các phân tử protein khác thành một cấu trúc được gọi là solenoid. Sau đó, solenoid tự bao bọc thành hình dạng "X" quen thuộc của nhiễm sắc thể. Mỗi người có 22 cặp nhiễm sắc thể phù hợp cùng với cặp nhiễm sắc thể giới tính thứ 23, XX đối với nữ và XY đối với nam.