Главный элемент каждой хроматиды — нуклеопротеидная структура, которая, содержит единственную очень длинную двойную спираль ДНК и белок. Эта структура имеет вид закругленной и толстой (15-25 нм) нити — хромонемы, на которой расположены многочисленные округлые (вследствие плотной упаковки ДНК) сильно окрашивающиеся и хорошо видимые хромомеры.
Число, положение и величина отдельных хромомер в обеих хроматидах одинаковы и для каждой хромосомы относительно постоянны. Это позволяет идентифицировать ту или иную хромосому и отличить ее от других.
В месте первичной перетяжки хромосомы — центромере — обе хроматиды прочно связаны и в определенных фазах ядерного деления согнуты. Во время деления ядра центромера становится местом прикрепления нитей веретена, приводящих хроматиды в движение.