Das Heterochromatin sind die Bereiche des verdichteten Chromatingerüsts im Karyoplasma einer Zelle. Es erscheint aufgrund seiner hohen Elektronenabsorption im transmissionselektronenmikroskopischen Durchlichtbild dunkel. Hier liegt die Desoxyribonukleinsäure (DNA) in spiralisierter, an Histon- und Nichthistonproteine gebundener Doppelstrangform vor, und kann nicht abgelesen werden, bevor die Einzelstränge getrennt werden (inaktive Erbinformation).

Die hell erscheinenden, nicht heterochromatischen Chromatinbereiche werden hingegen als Euchromatin bezeichnet.

Man unterscheidet drei Arten des Heterochromatins:

• Konstitutives Heterochromatin oder auch zentromerisches Heterochromatin. Im Bereich der Zentromers liegen kurze DNA-Sequenzen in Millionen von Kopien vor. Auf Grund dieser kurzen Sequenzen befinden sich keine Gene an diesem Ort und es können keine Proteine synthetisiert werden. Nach neueren Erkenntnissen kodieren diese Sequenzen zwar nicht für Proteine, liefern aber nach der Transkription smallRNAs mit 21 bis 28 Nucleotiden. Wie und wo sie wirken, ist bis heute noch relativ unklar. Sie haben aber scheinbar eine wichtige Bedeutung beim Gene Silencing.
• Fakultatives Heterochromatin oder auch Sexchromatin. Um die Gendosis eines weiblichen Säugers aufrecht zu erhalten, wird ein X-Chromosom in jeder somatischen Zelle stillgelegt, beziehungsweise heterochromatisch. Es bildet sich ein Barr-Körper (barr body). Bei weiblichen Organismen mit einer Trisomie X werden mehrere X-Chromosome heterochromatisch stillgelegt, so dass oft keine Symptome auftreten.
• Funktionelles Heterochromatin. Nach dem Ausdifferenzieren einer somatischen Zelle werden Teile des Chromosoms stillgelegt, abhängig von der jeweiligen Zellfunktion.

Das klassische primäre Markerprotein für Heterochromatin ist das hochkonservierte Heterochromatin Protein 1 (HP 1). Ein weiteres charakteristisches Merkmal heterochromatischer Regionen sind die Hypoacetylierung (das Fehlen von Acetylgruppen) sowie die Methylierung (an den Aminosäurepositionen 9 und 27) der Histone.