I componenti specifici del DNA che si legano all'ematossilina sono i gruppi fosfato sulla spina dorsale del desossiribosio. Questi gruppi sono disposti secondo uno schema regolare e ripetuto che consente alle molecole di ematossilina di impilarsi l'una sull'altra e formare un complesso stabile.
Altri componenti del nucleo, come l'RNA e le proteine, non si legano all'ematossilina così fortemente come fa il DNA. Questo perché non hanno tanti gruppi acidi quanto il DNA. Di conseguenza, non vengono colorati così intensamente dall'ematossilina e appaiono di colore più chiaro al microscopio.
La capacità dell'ematossilina di colorare selettivamente i nuclei è uno strumento importante in istologia, lo studio dei tessuti. Permette agli scienziati di visualizzare i nuclei delle cellule e di studiarne la struttura e la funzione.
