大多数非组蛋白比组蛋白大，且富含酸性氨基酸，属于酸性蛋白质。非组蛋白种类繁多，具有种属特异性和组织特异性，并且在整个细胞周期中都有合成，而不像组蛋白仅在S期与DNA同步合成。非组蛋白既有支架蛋白（scaffold protein），又有酶和转录因子等，其主要功能是参与DNA折叠、复制、修复、*，RNA合成与加工，调控基因表达。非组蛋白的特性如下：
（1）种类多样性 有20～100种，占染色质蛋白的60%～70%，各组织差异极大，更新快，包括DNA聚合酶、RNA聚合酶、高速泳动族蛋白（HMG蛋白）、染色体支架蛋白、肌动蛋白、转录因子等。
（2）结合特异性 以离子键、氢键结合于特定DNA序列的大沟。这些序列进化上具有保守性。相应的非组蛋白多可二聚化。非组蛋白的结合特异性源于其含各种DNA结合域，如螺旋-转角-螺旋、锌指、亮氨酸拉链、螺旋-环-螺旋。
（3）功能多样性 虽然一个真核细胞中非组蛋白只有10000个分子，仅占细胞总蛋白的1/50000，但有多方面的功能，包括染色质组装、基因表达调控。
RNA占染色体质量的1%～3%，含量最低，变化较大，可能通过与组蛋白、非组蛋白相互作用而调控基因表达。
真核生物DNA在双螺旋的基础上经过多级压缩形成染色体结构。
核小体是染色体的基本结构单位，由组蛋白八聚体和180～200bp核小体DNA构成。
组蛋白八聚体被核心DNA（core DNA，145～147bp）以左手螺线管（solenoid）方式缠绕不到两圈，形成核小体核心颗粒（nucleosome core partparticle），直径约为10nm。
核小体核心颗粒与连接DNA（15～60bp）构成核小体（nucleosome，人单倍体DNA与核心组蛋白形成1.7×10^7个核小体）。
若干核小体形成直径约为10nm的串珠结构（又称10nm纤维）。从DNA双螺旋到串珠结构，压缩比（packing ratio，又称包装比）是7。
串珠结构经过螺旋化形成直径约为30nm、螺距约为12nm的螺线管，称为30nm纤维，其每一螺旋含6个核小体，且每个核小体需结合一分子H1（覆盖约20bp DNA。结合较弱，可在盐溶液中分离）构成染色质小体（chromatosome）。核心组蛋白N端、H1、高离子强度对螺线管的形成和稳定起重要作用。从串珠纤维到30nm纤维，压缩比是6。
30nm纤维进一步结合非组蛋白、少量RNA及与复制转录有关的酶类，形成染色质纤维（chromatin fiber）。
