W komórkach roślinnych chloroplasty wykonują fotosyntezę, proces, który zamienia energię świetlną ze Słońca na energię chemiczną w postaci glukozy. Rośliny mogą później wykorzystywać tę zmagazynowaną energię chemiczną do wykonywania czynności integralnych życie, takie jak wzrost i reprodukcja.
Chloroplasty znajdują się głównie w komórkach tworzących liście roślin, narządach specjalizujących się w wychwytywaniu światła. Proces fotosyntezy przeprowadzany w chloroplastach wykorzystuje wodę, światło i dwutlenek węgla, a także wydziela glukozę i tlen. Fotosynteza dzieli się na reakcje jasną i ciemną. Reakcje świetlne wykorzystują wodę i światło do syntezy ATP i NADPH; ciemne reakcje wykorzystują energię zmagazynowaną w tym ATP wraz z dwutlenkiem węgla i NADPH do produkcji glukozy, ADP i NADP +. ADP i NADP + są poddawane recyklingowi w celu wykorzystania w reakcjach świetlnych, a proces ciągle powtarza się.
Chloroplasty, pomimo integralnego charakteru ich funkcji, prawdopodobnie nie mają związku z komórkami roślinnymi, w których przebywają. Chloroplasty, podobnie jak mitochondria, mają swoje własne DNA i dzielą się niezależnie od cyklu komórkowego rośliny. Komórka nie jest w stanie uzupełnić swoich chloroplastów po ich usunięciu. Takie dowody skłoniły naukowców do opracowania teorii endosymbiozy. Teoria endosymbiozy zakłada, że chloroplasty i inne kluczowe organelle pochodzą oddzielnie od ich komórek gospodarza, a w pewnym momencie w historii jednokomórkowy organizm pochłonął chloroplast, tworząc trwałą symbiotyczną relację, która utrzymuje się dziś perwersyjnie.
