核纤维层的主要功能如下：

（1）结构支撑功能。核纤层蛋白形成骨架结构支撑于核被膜的内侧，使得核被膜能起到细胞核与细胞质之间的隔离与信息交换功能。核纤层的骨架功能还得以使细胞核维持正常的形状与大小。

（2）调节基因表达。果蝇细胞中基因组范围的研究结果表明，沉默基因更倾向于分布于核纤层附近，异染色质更易与核纤层结合，而且核纤层附近的染色质的乙酰化水平较低。然而，在酵母细胞中活跃转录的基因也分布于核纤层附近，它们常与核孔复合体结合。

（3）调节DNA修复。研究表明，laminA核纤层蛋白是双链DNA断裂修复必需的。核纤层蛋白功能异常病人细胞中的基因组变得不稳定，DNA修复反应滞后，端粒变短。

（4）与细胞周期的关系。细胞分裂过程中，核纤层蛋白解聚成可溶的单体或与崩解后的核被膜相结合。新核形成时，核被膜与染色质结合的同时，核纤层也最后重新形成。

核纤层蛋白基因的突变导致的核纤层功能丧失会引起多种疾病。