În anatomie, un nucleu este o structură cerebrală (plural = nuclei). Este un grup compact de neuroni. Este una dintre cele două forme cele mai comune de organizare a celulelor nervoase, cealaltă fiind structurile stratificate, cum ar fi cortexul cerebral sau cortexul cerebelos. Același tip de structură din sistemul nervos periferic se numește ganglion. Unele dintre denumirile tradiționale ale nucleilor cerebrali folosesc, de asemenea, acest cuvânt.
În secțiunile anatomice, un nucleu apare ca o regiune de materie cenușie, adesea mărginită de materie albă. Creierul vertebratelor conține sute de nuclei, care variază ca formă și dimensiune. Un nucleu poate avea o structură internă complexă, cu mai multe tipuri de neuroni dispuși în grupuri (subnuclee) sau straturi.