La fotosíntesis ocurre en el orgánulo llamado cloroplasto. El cloroplasto contiene la clorofila necesaria para capturar la energía de la luz para que se pueda procesar en energía y alimento para la planta.
Los cloroplastos están formados por pequeños sacos llamados membranas tilacoides. Cada una de estas membranas planas tipo panqueque tiene sistemas de fotos en un patrón similar a un rayo para capturar y mantener mejor la energía de la luz para su uso.
Los cloroplastos son un tipo de plástido que circula y se mueve dentro de las células de la planta. Estos orgánulos se reproducen pellizcándose en dos. Este proceso ocurre cuando se forma un anillo que divide el plástido alrededor del centro del cloroplasto, luego, lentamente, comienza a agregar presión al orgánulo hasta que se divide debajo del anillo dejando dos cloroplastos donde solo había uno.
La célula vegetal no puede producir cloroplastos; en cambio, los orgánulos deben ser heredados por cada célula hija durante la división. El cloroplasto contiene su propio ADN, a veces denominado ctDNA o cpDNA o plastome.
Toda la información genética está contenida en un anillo con una longitud de entre 120,000 y 170,000 pares de bases. El ADN del cloroplasto se probó por primera vez en 1962, pero no fue secuenciado hasta 1986 por dos equipos de investigación japoneses. La mayoría de las secuencias de ADN que se han producido para esto provienen de plantas terrestres o algas.