L'enveloppe nucléaire entoure et protège l'ADN d'une cellule eucaryote et son nucléoplasme environnant. La membrane est composée de deux couches avec un espace étroit entre elles. La surface de l'enveloppe est recouverte de minuscules trous qui permettent la libre circulation de petites molécules, telles que l'eau et l'ATP, tout en régulant le passage de l'ARN messager et de diverses protéines.
La couche externe de l'enveloppe nucléaire est contiguë au réticulum endoplasmique. Cette structure agit comme une bande transporteuse pour transporter les acides aminés au fur et à mesure qu'ils sont assemblés en protéines. La structure perforée de la membrane nucléaire suggère que le transport moléculaire à travers sa barrière est important pour les premiers stades de la synthèse des protéines.
Au cours de la division cellulaire, l'enveloppe nucléaire subit une augmentation spectaculaire de sa surface et du nombre de pores de sa membrane. Les eucaryotes simples, comme la levure, se divisent sans perturber l'intégrité de la surface de l'enveloppe. Chez les eucaryotes plus complexes, tels que les plantes et les animaux, l'enveloppe nucléaire subit une grave perturbation qui laisse les chromosomes qu'elle contient exposés tout au long de la transition. Après division, la membrane se réassemble soit en rassemblant ses fragments rompus pour reformer la structure principale, soit en repoussant à partir du réticulum endoplasmique attaché.
