La membrana nuclear es una capa de membrana proteica semipermeable que separa el núcleo del citoplasma en la mayoría de los eucariotas. Desempeña un papel importante en la regulación de los procesos bioquímicos que ocurren tanto en el núcleo como en el citoplasma.
La membrana nuclear consta de una bicapa lipídica en la que las regiones hidrofóbicas de las proteínas que permean la membrana interactúan con los lípidos. Las proteínas de la matriz nuclear (cuerpos nucleares) forman una estructura y mantienen en la matriz todas las enzimas que están asociadas con ellas y aseguran la colocación de los cromosomas. La membrana nuclear contiene una serie de proteínas y estructuras reguladoras que controlan la regulación de la división celular y la división cromosómica (mitosis), la difusión de información genética a través de la replicación del ADN, los procesos de transcripción y traducción del ARN, etc. Esto significa que es la centro de control sobre aspectos tan fundamentales de la biología como la transmisión de información hereditaria, la regulación del ciclo celular y la actividad celular. La superficie exterior de la membrana nuclear está cubierta de glicoproteínas, que aseguran la estabilidad de la membrana y su percepción de señales extracelulares. Las moléculas integras están unidas al extremo exterior de la membrana nuclear.