Färgningen av kärnor med hematoxylin beror på närvaron av sura grupper i DNA-molekylen. Hematoxylin, ett grundläggande färgämne, attraheras av dessa negativt laddade grupper och bildar ett komplex med dem. Detta komplex är synligt under ett mikroskop som en blålila färg.

De specifika komponenterna i DNA som binder till hematoxylin är fosfatgrupperna på deoxiribosryggraden. Dessa grupper är ordnade i ett regelbundet, upprepande mönster som gör att hematoxylinmolekyler kan staplas ovanpå varandra och bilda ett stabilt komplex.

Andra komponenter i kärnan, såsom RNA och proteiner, binder inte till hematoxylin så starkt som DNA gör. Det beror på att de inte har så många sura grupper som DNA har. Som ett resultat färgas de inte lika intensivt av hematoxylin och ser ljusare ut under ett mikroskop.

Hematoxylins förmåga att färga kärnor selektivt är ett viktigt verktyg inom histologi, studiet av vävnader. Det gör det möjligt för forskare att visualisera cellkärnorna och studera deras struktur och funktion.