Великий князь Николай Александрович родился тогда, когда его отец был наследником престола. Сын цесаревича становился в перспективе сам цесаревичем, а затем — монархом. Законы о престолонаследии появились в России в самом конце XVIII в., когда император Павел I в 1797 г. издал особый указ и собрание нормативных актов, получивших название «Учреждение об императорской фамилии». Прожив много лет под угрозой отлучения от прав на трон, нелюбимый сын Екатерины II решил придать законодательную форму процессу перехода власти и кодифицировать статус всех членов императорской фамилии. Эти положения определяли права и преимущества членов правящей династии на протяжении почти всего XIX в., вплоть до 1886 г., когда, при императоре Александре III, в существовавшую практику были внесены некоторые изменения и коррективы. Если раньше все потомки императора имели звания великих князей, титуловались императорскими высочествами и имели право получать ежегодное денежное содержание, то после 1886 г. это право получали лишь дети и внуки императора. Все же остальные именовались «князьями императорской крови», титуловались просто «высочествами» и получали лишь единоразовую денежную выплату при рождении.
По своему положению члены фамилии подразделялись на несколько степеней, в зависимости от их родственной близости к монарху. С начала XIX в. состав династии постоянно расширялся. У императора Павла I было девять детей, а у его сына, императора Николая I, — семь. За исключением Ольги Павловны (1792— 1795), все имели собственные семьи, и эти родственные узы опутали царский дом густой сетью семейных связей со многими владетельными домами, особенно в Германии, которую злоязычный германский канцлер князь О. Бисмарк называл «племенной фермой Европы». В XIX в. в составе императорской фамилии появились носители иностранных титулов, узаконенные в России: герцоги Мекленбург-Стрелицкие (брак племянницы Николая I Екатерины Михайловны с герцогом Георгом Мекленбург-Стрелицким в 1851 г.); принцы Ольденбургские (брак дочери Павла Екатерины с принцем Петром-Фридрихом Ольденбургским в 1809 г.); герцоги Лейхтенбергские (брак дочери Николая I Марии с герцогом Максимилианом Лейхтенбергским в 1839 г.).
С середины XIX в. династические связи Романовых заметно расширяются и постепенно выходят за пределы многочисленных германских княжеств, герцогств и королевств. Королевой Нидерландов (Нассаутская династия) с 1840 г. была сестра Николая I великая княгиня Анна Павловна (1795-1865), в 1816 г. вышедшая замуж за наследника нидерландской короны принца Вильгельма (Вильгельм II). Женитьба в 1866 г. цесаревича Александра на датской принцессе Дагмар способствовала возникновению династических уний между Романовыми и датским королевским домом, а также английским (Ганноверская династия) и греческим королевскими домами (Шлезвиг-Голштейн-Зонденбург-Глюксбургская династия). Старшая сестра Марии Федоровны принцесса Александра (1844-1925) с 1863 г. состояла в браке с наследником английского престола Альбертом-Эдуардом, принцем Уэльским (король Эдуард VII в 1901 -1910 гг.), а брат цесаревны Вильгельм (1845-1913) правил с 1865 г. в Греции под именем Георга I (с 1867 г. женат на внучке Николая I великой княгине Ольге Константиновна). В 1874 г. возникла и еще одна связь между английским королевским домом и царской семьей: единственная дочь Александра II Мария (1853-1920) вышла замуж за второго сына королевы Виктории принца Альфреда-Эрнста-Альберта, герцога Эдинбургского (1844-1900).