적색핵은 중뇌 피개에 위치한 구형의 핵
동안신경핵(III)의 아래쪽 끝부분에서 유두체(mammillary body)의 위쪽 끝부분까지 뻗음.
이 핵의 위쪽에는 시상밑부(subthalamus)에 속하는 포렐의 H1, H2 구역(H1, H2 field of Forel)이 있고 어느 방향의 단면에서든지 거의 원형의 구조로 나타난다.
고정하지 않은 뇌에서 약간 붉은 색을 띠기 때문에 적색핵이라는 이름이 붙어 있다. 이래쪽에서는 동안신경(III) 섬유의 다발이 이 핵을 지나가며, 위쪽에서는 상소뇌각(superior cerebellar peduncle)의 섬유가 이 핵을 지나감.
적색핵은 큰 세포로 구성되어 있는 아래쪽의 거대세포부(magnocellular part)와, 작은 세포로 구성되어 있는 위쪽의 소세포부(parvicellular part), 두 부분으로 구성되어 있는데 파충류와 조류에서는 적색핵 전체가 거대세포로 구성되어 있지만 포유류에서는 소세포부가 나타나며, 진화과정에서 점차 거대세포부는 작아지고 소세포부가 증가한다.
사람에 있어 거대세포부는 아래쪽 1 mm 정도만을 차지하고 있으며, 세포의 수도 적은것이 특징이다.
거대세포는 매우 큰 다극신경원으로 핵은 중앙에 위치하고 핵소체는 크고 뚜렷한데 니슬소체는 세포체 내에 골고루 분산되어 있으며 뚜렷하게 관찰된다. 거대세포부에서는 척수로 하행하는 적색척수로(rubrospinal tract)가 기원된다고 알려져 있다.