Un nucleo in anatomia è una struttura del cervello (plurale = nuclei). È un gruppo compatto di neuroni. È una delle due forme più comuni di organizzazione delle cellule nervose, l'altra è costituita da strutture stratificate come la corteccia cerebrale o cerebellare. Lo stesso tipo di struttura nel sistema nervoso periferico è chiamato ganglio. Anche alcuni dei nomi tradizionali dei nuclei cerebrali usano questa parola.
Nelle sezioni anatomiche, un nucleo si presenta come una regione di materia grigia, spesso delimitata da materia bianca. Il cervello dei vertebrati contiene centinaia di nuclei, che variano per forma e dimensione. Un nucleo può avere una struttura interna complessa, con diversi tipi di neuroni disposti in gruppi (subnuclei) o strati.