La membrane nucléaire, également appelée enveloppe nucléaire, entoure le noyau d'une double couche avec de multiples pores qui régulent le flux de protéines et d'ARN. Les pores permettent également à l'eau, à l'ATP et aux molécules plus petites de couler librement à travers la membrane.
La membrane contrôle le flux d'informations dans le noyau et l'ADN car tout est porté par les macromolécules qu'elle régule. Il sépare également le matériau à l'intérieur de la membrane du reste de la cellule. Cela maintient l'ADN en toute sécurité au centre de la cellule. Même si l'ADN ne quitte jamais le noyau, il contrôle la majorité des processus qui se déroulent à l'intérieur de la cellule.