ในทาง
ประสาทกายวิภาคศาสตร์ นิวเคลียส (
อังกฤษ: nucleus) หมายถึงกลุ่มของ
เซลล์ประสาทที่อยู่กันอย่างหนาแน่นภายใน
สมอง ในภาพตัดกายวิภาคบริเวณนิวเคลียสจะเป็นส่วน
เนื้อเทา (gray matter) ที่ถูกรายล้อมด้วย
เนื้อขาว (white matter) ซึ่งเป็นส่วนใยประสาท นิวเคลียสมีลักษณะโครงสร้างซับซ้อนประกอบด้วยเซลล์ประสาทหลายชนิดเรียงตัวกันเป็นกลุ่มหรือเป็นชั้นๆ เพื่อทำหน้าที่ร่วมกัน ในสมองของ
สัตว์มีกระดูกสันหลังประกอบด้วยนิวเคลียสต่างๆ มากนับร้อยนิวเคลียส คำว่านิวเคลียสในบางครั้งอาจอนุโลมหมายถึงกลุ่มของเซลล์ประสาทที่กระจายตัวเป็นบริเวณกว้างแต่สามารถระบุแยกได้ อาทิ
เรติคิวลาร์นิวเคลียสของทาลามัส (reticular nucleus of the thalamus) ซึ่งเป็นชั้นบางๆ ของเซลล์ประสาทชนิดยับยั้ง (inhibitory neuron) ที่อยู่ล้อมรอบ
ทาลามัสส่วนของสมองที่สำคัญบางตำแหน่งมีลักษณะเป็นกลุ่มของนิวเคลียสที่ทำงานประสาทกันระหว่างโครงสร้าง ได้แก่ ทาลามัสและ
ไฮโปทาลามัสซึ่งประกอบด้วยโครงสร้างย่อยลงไปอีกมากมาย
เมดัลลา ออบลองกาตาและ
พอนส์ก็ประกอบด้วยนิวเคลียสเล็กๆ จำนวนมากทำหน้าที่ทั้งรับความรู้สึก สั่งการ และการควบคุมการทำงานของร่างกายใน
ระบบประสาทนอกส่วนกลางจะเรียกกลุ่มของเซลล์ประสาทว่า
ปมประสาท (ganglion) แทน