核定位序列（Nuclear localization sequence，簡稱NLS）是蛋白質中的一個特定結構域，通常由短的胺基酸序列組成，其功能是與入核載體相互作用，從而將蛋白質運輸進入細胞核。
這種序列通常包含4到8個胺基酸，特別是脯氨酸（Pro）、賴氨酸（Lys）和精氨酸（Arg）。核定位序列在引導蛋白質進入細胞核的過程中不會被切除，而是成為蛋白質的永久性部分，可以反覆使用，這對於細胞分裂後核蛋白的重新入核是有利的。例如，SV40的T抗原含有的野生型NLS序列為Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val，即使單個胺基酸的突變也能導致蛋白質無法進入細胞核。
核蛋白向細胞核內的運輸過程涉及一系列循環於核內和細胞質的蛋白因子，包括核運轉因子α、β和一個低相對分子量GTP。這些因子提供能量，幫助蛋白質進入細胞核。