Kloroplastlar, bitki hücrelerinde klorofil içeren ve fotosenteze tabi tutulan organellerdir. Kloroplastlarda bulunan klorofil pigmentleri, fotosentetik reaksiyonlarda kullanılan ana pigmentlerdir.
Fotosentez, bitki hücrelerinin, kloroplastlarının içindeki organik molekülleri oluşturan reaksiyonları katalize etmek için ışık enerjisi yakaladığı bir işlemdir. Fotosentez sonucunda oluşan bileşikler bitki tarafından enerji için kullanılabilir. Fotosentezde yer alan reaksiyonlar ayrıca atmosferdeki karbondioksiti kullanır ve onu su ve oksijene dönüştürür, bu daha sonra diğer organizmaların çevrede kullanılması için bitkiden salınır.