Mitokondri ve kloroplastlar arasında paylaşılan benzerlikler, hem iç hem de dış membrana ve bir fosfolipid çift katmana sahip olmayı içerir. Her iki organel de, ATP formunda, kemosmoz yoluyla hücre için enerji üretir. Mitokondri ve kloroplastların kendi DNA'ları vardır ve konakçı hücrelerinden bağımsız olarak çoğalırlar.
Mitokondri, mantarları, hayvanları, bitkileri ve tek hücreli organizmaları içeren ökaryotik hücrelerde bulunur. Konak hücresi ATP için ürettiği enerji, hücresel solunum sırasında üretilen glikozdan gelir. Kloroplastlar bitki hücrelerinde bulunur ve fotosentez yoluyla ATP üretir. Bu işlemi kullanarak, kloroplastlar tesiste depolanması için glikoz üretir.Mitokondri ve kloroplastlarda, elektron taşınımı ve ATP üretimi gibi hayati süreçlerde yardımcı olan benzer enzimler ve ko-enzimler bulunur. Bu enzimler her organelde farklı şekilde kullanılır. Bununla birlikte, her organelde bulunan DNA, hücre replikasyonu için aynı işlevleri yerine getirir. Amerikan Mikrobiyoloji Derneği, bilim insanlarının hem mitokondri hem de kloroplastların bakterilerden oluştuğunu ve bir zamanlar çekirdeği ve /veya organelleri olmayan serbest yaşayan prokaryotlar olduğuna inandıklarını belirtir. Bir noktada, bu prokaryotlar daha büyük hücrelerin konakçıları olduklarını buldu. Mitokondri bu daha büyük hücrelere istilacı olarak girerken, kloroplastların yiyecek olarak daha büyük hücrelere girdiğine inanılmaktadır.
