由DNA與組蛋白組裝成核小體,在組蛋白H1的介導下核小體彼此連接形成直徑約10納米的核小體串珠結構,這是染色質組裝的一級結構。不過在細胞中,染色質很少以這種伸展的串珠狀形式存在。當細胞核經溫和處理后,在電鏡下往往會看到直徑為30納米的染色質纖維。在有組蛋白H1存在的情況下,由直徑10納米的核小體串珠結構螺旋盤繞,每圈6個核小體,形成外徑25~30納米,螺距12納米的螺線管。組蛋白H1對螺線管的穩定起著重要作用。螺線管是染色質組裝的二級結構。
Bak等（1977）從胎兒離體培養的分裂細胞中分離出染色體,經溫和處理后,在電鏡下看到直徑0.4微米,長11~60微米的染色線,成為單位線。在電鏡下觀察,判明單位線是由螺線管進一步螺旋化形成直徑為0.4微米的圓筒狀結構,稱為超螺線管,這是染色質組裝的三級結構。這種超螺線管進一步螺旋折疊,形成長2~10微米的染色單體,即染色質組裝的四級結構。經過四級螺旋組裝形成的染色體結構,共壓縮了8 400倍。