La parte centrale racchiusa dall’involucro circostante chiamato coma è conosciuta come nucleo di una cometa. Questo nucleo è prevalentemente composto da ghiaccio, rocce e alcune particelle gassose, come biossido di carbonio e monossido di carbonio, che sono contenute in una crosta. A volte viene definito “Palla di Neve Sporca” a causa delle sue peculiarità.
Quando la cometa si riscalda, i gas congelati sublimeranno e daranno origine al coma. Le comete, osservate da vicino, possono apparire quasi identiche agli asteroidi. Tuttavia, studi condotti dagli astronomi hanno rivelato che la maggior parte dei nuclei cometari presenta caratteristiche geologiche distinte. La densità media delle comete studiate è stata calcolata essere di 0,6 g/cm³. Ogni nucleo di cometa ha una propria composizione chimica che ne determina un aspetto unico rispetto ad altri corpi celesti.
Per quanto riguarda le dimensioni dei nuclei cometari, la maggior parte di quelli già scoperti è di circa 16 chilometri (10 miglia) di diametro, ma si è identificata la presenza di un nucleo con un diametro di 40 km. Queste comete non possiedono gravità a causa delle loro dimensioni ridotte, il che spiega la loro forma irregolare, spesso simile a quella di una patata. È stato accertato che il nucleo di una cometa è l’oggetto più scuro del nostro sistema solare. Il materiale scuro e viscoso presente sulla superficie del nucleo cometario è ritenuto una miscela di composti organici complessi.