很多类型细胞的核仁是由核仁丝组成的网织状结构，其中空隙填充着无定型基质。在电子显微镜下观察，核仁丝是由紧密交织的、5纳米的纤丝所组成，其间散在着15～20纳米直径的致密颗粒。核仁区周缘的一部分围绕着核仁相随染色质。核仁相随染色质是异染色质，但其中一部分以襻的形式伸展到核仁内部的是常染色质。许多证据表明，核仁纤丝含有颗粒成分的前体。例如，用放射自显术结合生化分析的结果，表明为rRNA编码的基因(rDNA)的最初产物首先出现于纤丝成分，随后在核仁内被加工，然后才能定位在颗粒成分。用电子显微镜三维重建技术发现许多细胞的核仁与核膜存在直接或间接的连接。间接连接包括与核膜的多种衍生结构，如环形片层、核芽、核通道和核内小管等的连接。上述现象特别易见于生长旺盛的细胞，因此可能有利于加速细胞质与核仁物质的交换。