細胞核是最早發現的胞器，由弗朗茲。鮑爾在1802年對其進行最早的描述。到了1831年，蘇格蘭植物學家羅伯特。布朗又在倫敦林奈學會的演講中，對細胞核做了更為詳細的敘述。布朗以顯微鏡觀察蘭花時，發現花朵外層細胞有一些不透光的區域，并稱其為“areola”或“nucleus”。不過他并未提出這些構造可能的功用。馬蒂亞斯。許萊登在1838年提出一項觀點，認為細胞核能夠生成細胞，并稱這些細胞核為“細胞形成核”（Cytoblast）。他也表示自己發現了組成于“細胞形成核”周圍的新細胞。不過弗朗茲。邁恩對此觀念強烈反對，他認為細胞是經由分裂而增值，并認為許多細胞并沒有細胞核。由細胞形成核作用重新生成細胞的觀念，與羅伯特。雷馬克及魯道夫。菲爾紹的觀點沖突，他們認為細胞是單獨由細胞所生成。至此，細胞核的機能仍未明了。

　　在1876到1878年間，奧斯卡。赫特維希的數份有關海膽卵細胞受精作用的研究顯示，精子的細胞合會進到卵子的內部，并與卵子細胞核融合。首度闡釋了生物個體由單一有核細胞發育而成的可能性。這與恩斯特。海克爾的理論不同，海克爾認為物種會在胚胎發育時期重演其種系發生歷程，其中包括從原始且缺乏結構的黏液狀“無核裂卵”（Monerula），一直到有核細胞產生之間的過程。因此精細胞核在受精作用中的必要性受到了漫長的爭論。赫特維希后來又在其他動物的細胞，包括兩棲類與軟體動物中確認了他的觀察結果。而愛德華。施特拉斯布格也從植物得到相同結論。這些結果顯示了細胞核在遺傳上的重要性。1873年，奧古斯特。魏斯曼提出了一項觀點，認為母系與父系生殖細胞在遺傳上具有相等的影響力。到了20世紀初，有絲分裂得到了觀察，而孟德爾定律也重新見世，這時候細胞核在攜帶遺傳訊息上的重要性已逐漸明朗。