O núcleo é denominado pela carioteca, também chamada de envelope nuclear ou de envoltório nuclear. O termo "membrana nuclear" deve ser evitado, uma vez que a carioteca é uma estrutura complexa, constituída por duas membranas lipoproteicas justapostas e forrada internamente por uma lâmina de filamentos proteicos. Em determinados pontos da carioteca, as duas membranas encontram-se fundidas formando poros, através dos quais ocorre troca de substâncias entre o núcleo e o citoplasma.
A membrana mais externa da carioteca comunica-se com as membranas do retículo endoplasmático e pode apresentar ribossomos aderidos a sua superfície em contato com o citosol. A membrana mais interna tem constituição química ligeiramente diferente da membrana externa.
A lâmina nuclear é uma rede de filamentos de proteína aderida internamente à carioteca. Ela dá suporte ao envelope nuclear, mantendo sua forma, e fornece pontos de ancoragem aos cromossomos, organizando-os no interior do núcleo.
A carioteca permite que o conteúdo nuclear seja quimicamente diferenciado do citosol, pois apenas pequenas moléculas apolares têm passagem livre por difusão através dela. Outros tipos de substância, como moléculas polares, proteínas, RNA etc., só podem entrar ou sair do núcleo passando pelos poros.
