Tất cả các NST nhân thực đều chứa hai vùng khác biệt có tầm quan trọng đặc biệt về cấu trúc. Đó là tâm động và đầu mút. Ngoài ra một số NST còn có vùng tổ chức hạch nhân. Tâm động là vị trí để các sợi thoi vô sắc gắn vào trong quá trình phân chia tế bào. Bất kì đoạn NST nào không liên kết với tâm động cũng không được phân ly về các tế bào con. Sự liên kết của tâm động với các sợi thoi vô sắc là nhờ các prôtêin gắn với tâm động tạo thành một cấu trúc gồm nhiều lớp gọi là hạch phân chia (thể động).
Các đầu mút của NST không chỉ đơn giản là phần cuối của NST hay phân tử ADN mà là một cấu trúc được biệt hoá. Chúng chứa nhiều đoạn trình tự ADN đơn giản, ngắn và lặp lại nhiều lần. ở người đoạn trình tự lặp lại đó là TTAGGG, nhưng có sự biến động nhỏ giữa các loài sinh vật nhân thực khác nhau. Các prôtêin đặc biệt liên kết ở vùng đầu mút và tạo nên cấu trúc nuclêôprôtêin.
Cấu trúc đó có tác dụng cản trở sự tái tổ hợp giữa phần đầu mút của các NST khác nhau. Số lượng các đoạn lặp lại ở đầu mút thường nhiều ở các tế bào mầm nhưng giảm dần theo số lần phân bào ở các tế bào xôma. Vì vậy đây chính là chỉ thị phân tử xác định quá trình già hoá.
Độ dài của đầu mút được duy trì nhờ nhờ hoạt động của enzym đặc biệt gọi là telomeraza – một loại prôtêin có chứa trình tự ARN bổ trợ với đoạn ADN lặp lại tại đầu mút. Khi enzym này hoạt động trình tự ARN được sử dụng như mạch khuôn để kéo dài phần đầu mút bị ngắn đi sau mỗi lần phân bào.
Ở tế bào xôma thường vắng mặt enzym telomeraza, nhưng enzym này lại xuất hiện ở nhiều dạng tế bào khối u. Ở những tế bào khối u này (còn gọi là các dòng tế bào bất tử) độ dài phần đầu mút được duy trì ổn định.
Vùng tổ chức hạch nhân thường được tìm thấy ở eo thứ cấp. Chúng gồm các trình tự mã hoá các gen rARN 5,8S; 18S và 28S được lặp lại kế tiếp nhau