Нуклеус — это небольшая семья пчел, в которой молодая матка проходит стадию полового созревания, оплодотворяется и начинает яйцекладку. Каждый нуклеус формируют из 3—4 обыкновенных гнездовых рамок с пчелами, взятых из сильных семей, 1—2 с расплодом, одной с кормом. Для формирования нуклеусов используют обычные ульи на два-три или даже четыре отделения с летками в разные стороны. Ульи надо тщательно проверить, чтобы в перегородках не было щелей, через которые в соседние отделения могли бы проникнуть пчелы и убить маток.

Отделения удобно изолировать фанерными выдвижными перегородками, для чего на стенки и дно улья набивают по две тоненькие рейки, оставляя между ними паз, соответствующий толщине перегородки. Можно в стенках улья сделать углубления 5—6 мм, куда войдут края перегородки. Чтобы при осмотре нуклеусов пчелы соседних ячеек не смешивались, на гнездо каждой из них кладут отдельный холстик, а сверх него потолочную дощечку.

Нуклеусы формируют в часы хорошего лёта пчел. Эту работу надо закончить в первой половине дня, чтобы к вечеру летные пчелы слетели и в нуклеусах остались одни молодые. Для заселения нуклеусов подготовленный улей подносят к заранее намеченной сильной семье, в ней отбирают две рамки преимущественно с запечатанным расплодом и переставляют их вместе с пчелами в одно из отделений поднесенного улья, В нуклеус дополнительно стряхивают пчел еще с двух рамок, учитывая, что часть из них вернется в старый улей. Затем в нуклеус ставят третью рамку с медом и пергой.

При формировании нуклеусов необходимо следить, чтобы не унести из основной семьи вместе с пчелами и матку. Важно, чтобы каждый нуклеус имел какие-либо отличительные признаки (ориентиры), по которым молодая матка, возвращаясь с полета, безошибочно находила бы свое жилище. Хорошим ориентиром служит раскраска ульев в разные цвета — синий, желтый, голубой, белый. К концу дня, когда пчелы в нуклеусе почувствуют сиротство, им дают маточники, укрепляя на средней рамке около расплода, чуть ниже верхнего бруска рамки.

Запасные маточники помещают в клеточки. В кормовое отделение клеточки ставят тесто из сахарной пудры и меда, пускают в нее 5—6 молодых пчел и через верхнее отверстие вставляют маточник. Подготовленные таким образом клеточки с маточниками помещают в рамку-питомник для обогревания между рамками любой сильной семьи.

Через 2—3 дня после формирования нуклеусов начинается выход маток. Каждую вышедшую матку находят и осматривают. Маток с недоразвитыми крыльями, поврежденными ножками или другим пороком удаляют и через 2—3 ч дают маточник или матку из числа оставленных в запасе. В безвзяточное время нуклеусы необходимо тщательно оберегать от воровства, так как небольшие семьи не могут защищаться от нападения пчел. Летки нуклеусов сокращают примерно до 1 см. Молодые матки в возрасте 7—8 дней вылетают для спаривания с трутнем и спустя 2—3 дня начинают кладку яиц. Через 10—12 дней после выхода из маточников маток необходимо проверить на червление. Если на пасеке применяются нуклеусы на полную гнездовую раму, то при оплодотворившейся матке целесообразно их подсилить и превратить в самостоятельные ульи. В условиях юга России к цветению липы они могут уже давать товарный мед.

На многих пасеках, когда матки начинают кладку яиц, их метят цветной краской, чтобы их было легче отыскивать в гнезде и точно определять год рождения.
Для приготовления краски пленку нарезают тонкими стружками. В стеклянную бутылочку с притертой пробкой наливают до четверти объема ацетона и добавляют нарезанный целлулоид. Через 2—3 дня, когда целлулоид полностью растворится, добавляют анилиновую краску нужного цвета и хорошо взбалтывают. Затем тонкой волосяной кисточкой осторожно наносят метку на середину спинки матки, не задевая крыльев и головы. Каждый год маток метят другим цветом, чтобы безошибочно определять год рождения, не заглядывая в пасечный журнал.