De kleuring van kernen met hematoxyline is te wijten aan de aanwezigheid van zure groepen in het DNA-molecuul. Hematoxyline, een basische kleurstof, wordt aangetrokken door deze negatief geladen groepen en vormt er een complex mee. Dit complex is onder een microscoop zichtbaar als een blauwpaarse kleur.

De specifieke componenten van DNA die aan hematoxyline binden, zijn de fosfaatgroepen op de deoxyribose-skelet. Deze groepen zijn gerangschikt in een regelmatig, zich herhalend patroon waardoor hematoxylinemoleculen op elkaar kunnen worden gestapeld en een stabiel complex kunnen vormen.

Andere componenten van de kern, zoals RNA en eiwitten, binden niet zo sterk aan hematoxyline als DNA. Dit komt omdat ze niet zoveel zure groepen hebben als DNA. Als gevolg hiervan worden ze niet zo intens gekleurd door hematoxyline en zien ze er onder een microscoop lichter uit.

Het vermogen van hematoxyline om kernen selectief te kleuren is een belangrijk hulpmiddel in de histologie, de studie van weefsels. Het stelt wetenschappers in staat de kernen van cellen te visualiseren en hun structuur en functie te bestuderen.