在真核生物中，无论是分裂期的染色体或是间期的染色质，其基本结构都是直径为10―50毫微米的微细的核蛋白纤维。又称染色体基本纤维、基本染色质纤维（elementary chromatin fibril）和染色体丝（chromosome fiber）。

从人染色体的全载电子显微镜图象来看，一般认为，每条DNA约以13∶1的比率，作螺旋状填装在基本染色体纤维内。在分裂中期的染色体内紧紧地折叠在一起的纤维，到分裂末期时，便开始部分地松弛，到间期时，则进一步松弛，并分散开来。如果纤维继续松弛，一部分纤维便会由蛋白质游离，成为裸露的DNA纤维。已成了这种分散状态的纤维和DNA分子呈完全的凸出状态，其混合部分称为分散染色质部位，在间期核的超薄切片中可观察到电子密度低的部分。通常，一般在间期容易形成分散染色质的染色体部分（常染色质部分）的DNA，可在DNA合成期的初期（earlyS period）被复制，而纤维粗且强烈浓缩的异染色质部分的DNA，可在DNA合成期的后期（larly Speriod）被复制。被复制的DNA可一面被复组蛋白，一面复形成纤维，然后折叠螺旋化形成染色丝，进而形成分裂期的染色体。这样，结果遂在分裂后期一条染色体变成两条染色体。

关于一条染色体内有几条DNA分子或基本染色体纤维的问题，曾提出两种设想：一种是染色体为多数染色体纤维结构；另一种是由一条DNA或纤维折叠后，再进一步螺旋化形成一条染色单体。根据全载电镜法和H胸苷放射自显术法结果，是支持后者的说法。也就是说，认为染色单体单位是由一条非常长的DNA分子所构成的。这种长的DNA分子上有许多复制的起点和终点，因此，染色体是由一个纵列的DNA复制单位（复制子）的一个系列构成的。