Chất nhiễm sắc và nhiễm sắc thể đều là cấu trúc của DNA, nhưng nhiễm sắc thể là chất nhiễm sắc cô đặc. DNA tồn tại ở dạng nhiễm sắc phần lớn thời gian để DNA có thể tiếp cận với protein để phiên mã và protein có thể được tạo ra trong quá trình dịch mã. Chất nhiễm sắc được cô đặc thành các nhiễm sắc thể trong quá trình nguyên phân để đảm bảo rằng thông tin di truyền đã sao chép được chia đều cho hai tế bào con.
Chất nhiễm sắc là DNA cuộn lại thành các đơn vị được gọi là nucleosom. DNA có thể tiếp cận với protein phiên mã thông qua sửa đổi enzym và tái cấu trúc nhiễm sắc thể. Nhiễm sắc thể thậm chí còn cuộn chặt hơn so với nhiễm sắc thể và được cô đặc lại thành siêu cuộn. Để DNA được cô đặc thành chất nhiễm sắc và chất nhiễm sắc được cô đặc lại thành nhiễm sắc thể, các protein được gọi là histone cuộn DNA. Các histon cung cấp năng lượng cần thiết cho quá trình nén và đóng vai trò là cấu trúc để DNA cuộn xung quanh. Năng lượng được cung cấp bởi các histon tích điện dương là kết quả của tương tác tĩnh điện với DNA tích điện âm.
DNA phải được cô đặc dưới dạng nhiễm sắc thể và thậm chí còn giống như nhiễm sắc thể vì tất cả DNA của một tế bào người lưỡng bội đơn lẻ chưa được cuộn lại được ước tính dài khoảng 2 mét. Trong khi đó, tế bào nhân thực điển hình có đường kính từ 10 đến 100 nanomet.
