Распространенное заблуждение среди энтузиастов биологии состоит в том, что хлоропласты выполняют ту же функцию у растений, что и митохондрии у животных, и что каждый тип организма имеет только один или другой. Это не так. Растения имеют как хлоропласты, так и митохондрии, тогда как у животных есть только митохондрии. Растения используют хлоропласты в качестве генераторов - они используют небольшой источник углерода (CO2) для создания большего (глюкоза). Клетки животных получают свою глюкозу, разрушая макромолекулы, такие как углеводы, белки и жиры, и, таким образом, не нуждаются в создании глюкозы изнутри. Это может показаться странным и неэффективным в случае растений, но у растений появилась одна особенность, которой нет у животных: способность использовать солнечный свет для непосредственного использования в метаболических функциях. Это позволяет растениям буквально готовить себе еду.

Считается, что митохондрии были разновидностью отдельно стоящих бактерий много сотен миллионов лет назад, теория, подкрепленная их замечательным структурным сходством с бактериями, а также их метаболическим механизмом и наличием их собственной ДНК и органелл, называемых рибосомами. Эукариоты впервые возникли более миллиарда лет назад, когда одной клетке удалось поглотить другую (гипотеза эндосимбионта), что привело к соглашению, которое было очень выгодно для поглощающего в этом устройстве из-за расширенных возможностей производства энергии. Митохондрии состоят из двойной плазматической мембраны, как и сами клетки; внутренняя мембрана включает складки, называемые кристами. Внутренняя часть митохондрий известна как матрица и аналогична цитоплазме целых клеток.

Хлоропласты, как и митохондрии, имеют внешние и внутренние мембраны и свою собственную ДНК. Внутри пространства, окруженного внутренней мембраной, находится множество взаимосвязанных, слоистых и заполненных жидкостью мембранных мешочков, называемых тилакоидами. Каждая «стопка» тилакоидов образует гранулу (множественное число: грана). Жидкость во внутренней мембране, которая окружает граны, называется стромой.

Хлоропласты содержат пигмент, называемый хлорофилл, который дает растениям зеленую окраску и служит сборщиком солнечного света для фотосинтеза. Уравнение для фотосинтеза является в точности обратным уравнению для клеточного дыхания, но отдельные этапы перехода от углекислого газа к глюкозе никоим образом не напоминают обратные реакции цепи переноса электронов, цикла Кребса и гликолиза.