Морфологию хромосом (от греч. chorma — краска и soma — тело) лучше всего изучать в момент их наибольшей спирализации, то есть в метафазе митоза. В этот период они имеют форму прямых или изогнутых двойных палочек. половинки разделены узкой щелью вдоль оси хромосомы и называются сестринскими хроматидами. Молекула ДНК в каждой из них упакована наиболее компактно. Средние размеры метафазной хромосомы 5х1,4мкм.

Форму хромосом определяет положение первичной перетяжки, или центромеры. Это её неисправленный участок, который выглядит как утонченная часть. Центромера служит местом прикрепления нитей веретена и делит хромосому на две части (два плеча). В зависимости от положения первичной перетяжки различают три типа хромосом:

1. акроцентрические (палочковидные) — центромера смещена к одному из концов хромосом, поэтому одно плечо очень длинное, другое — очень короткое, иногда почти незаметное;
2. субметацентрические (неравноплечие) — центромера немного сдвинута от центра, поэтому одно плечо больше другого;
3. метацентрические (равноплечие) — центромера расположена посередине, поэтому имеют равную длину.

Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку. Если она расположена вблизи конца хромосомы и отделенный ею участок невелик, то его называют спутником, а несущую его хромосому — спутничной. Расположение и длина перетяжек постоянны для каждой хромосомы. Вторичная перетяжка — это место, где в интерфазном ядре образуется ядрышко, поэтому её называют ядрышковым организатором.