核被膜是包被核内含物的双层膜结构，电镜下的结构组成包括外核膜、内核膜、核间隙、核纤层和核孔复合体。
①外核膜：厚约6～8nm，其胞质面有的部分附有核糖体，结构类似粗面内质网。外核膜并认为是内质网膜的特化区域，外表面亦有核糖体附着，可进行蛋白质的合成。外核膜的外表面可见有中间纤维形成的细胞骨架网络，与细胞核在细胞内的定位有关。
②内核膜：是核被膜中面向核质的一层膜，较外核膜平整光滑，与外核膜平行排列，外表面无核糖体附着。其内侧有一层致密的纤维状网络叫做核纤层。
③核周隙：内外核膜之间的腔隙，宽约20～40nm，内含多种蛋白质和酶。
④核孔：是内外膜相互融合而成的圆环状结构。电镜下显示为复杂而有规律的结构，由一组蛋白质颗粒以特定方式排列而成，成为核孔复合体。
⑤核纤层：是附着于内核膜下的纤维蛋白网。此层电子密度较大，是由10nm粗细的中间丝纵横排列交织成网的纤维蛋白质，一侧结合于内核膜的特殊部位，另一侧与染色体的特殊位点结合。对核膜有支持作用，并与染色质及核组装有密切关系。
核被膜具有以下多种功能：
①核被膜是细胞核和细胞质之间的屏障，内、外核膜的脂质双层分子可阻挡极性分子通过，并有避磁、避电及保持核内pH的作用；
②核周隙是物质之间理化缓冲区，维持核内DNA复制，转录活动的稳定微环境；
③核被膜有物质交换作用，核质之间的水、离子、甘油、蔗糖等小分子物质可迅速通过核膜，而大分子物质可以主动运输、膜泡方式转运；
④核被膜上附有多种三大代谢所需的酶和能量代谢酶，与DNA复制、转录、蛋白质合成有关的酶都位于核膜；
⑤核膜还是基因表达调控的阀门，核内信息通过mRNA经核孔流向细胞质，控制蛋白质的合成，因而核孔可控制信息流量。核孔同时还可介导细胞核与细胞质间的物质运输。
