Bitki hücrelerinde, kloroplastlar, ışık enerjisini güneşten gelen kimyasal enerjiye glikoz biçimine dönüştüren bir işlem olan fotosentez yapar. Bitkiler daha sonra bu depolanmış kimyasal enerjiyi, büyüme ve üreme gibi yaşam.
Kloroplastlar öncelikle bir bitkinin yapraklarını oluşturan hücrelerde, ışığı yakalamak için uzmanlaşmış organlarda bulunur. Kloroplastlarda gerçekleştirilen fotosentez işlemi su, ışık ve karbondioksit kullanır ve glukoz ve oksijen verir. Fotosentez, aydınlık ve karanlık reaksiyonlara ayrılmıştır. Işık reaksiyonları ATP ve NADPH'yi sentezlemek için su ve ışık kullanır; karanlık reaksiyonlar, glikoz, ADP ve NADP + üretmek için o ATP'de depolanan enerjiyi karbondioksit ve NADPH ile birlikte kullanır. ADP ve NADP +, ışık reaksiyonlarında kullanılmak üzere geri dönüştürülür ve işlem sürekli olarak kendini tekrar eder.
Kloroplastlar, fonksiyonlarının ayrılmaz doğasına rağmen, içinde bulundukları bitki hücreleri ile ilişkili değildir. Mitokondri gibi kloroplastlar kendi DNA'larına sahiptir ve bitki hücre döngüsünden bağımsız olarak bölünürler. Ayrıca, bir hücre kloroplastlarını çıkardıklarında takviye edemezler. Bunun gibi kanıtlar bilim adamlarının endosimbiyotik teori geliştirmelerine neden oldu. Endosimbiyotik teori, kloroplastların ve diğer önemli organellerin, konakçı hücrelerinden ayrı olarak kaynaklandığını ve tarihin bir noktasında, tek hücreli bir organizmanın bir kloroplast içerdiğini ve günümüzde yaygın bir şekilde devam eden kalıcı bir simbiyotik ilişki oluşturduğunu belirtir.
