Los cloroplastos son la estructura celular principal que interviene en la fotosíntesis de las plantas. Los cloroplastos contienen grandes concentraciones de clorofila, que es el pigmento principal utilizado en la fotosíntesis.
Los cloroplastos son orgánulos de triple membrana que residen dentro de las células vegetales. Su tercera membrana es conocida como la membrana tilacoide. Es en las membranas tilacoides donde reside la clorofila. Los cloroplastos son conocidos como plástidos debido a sus altas concentraciones de clorofila. Estos orgánulos son altamente dinámicos y tienen la capacidad de moverse libremente dentro de las células de la planta. También pueden pinchar en dos para reproducirse. Los cloroplastos contienen su propio ADN, por lo que pueden reproducirse libremente.
Durante la fotosíntesis, las membranas tilacoides de los cloroplastos capturan la energía luminosa del sol. La energía de la luz alcanza los pigmentos de clorofila en las membranas de los tilacoides y energiza los electrones dentro de los pigmentos. Estos electrones se transportan luego a través de una cadena de transporte de electrones a través de la membrana tilacoide del cloroplasto. A medida que los electrones se mueven a lo largo de la cadena de transporte de electrones, crean energía en forma de ATP y NADPH. Cada molécula de clorofila en los cloroplastos reemplaza uno de sus electrones perdidos con un electrón del agua en las células vegetales. Todo este proceso fotosintético libera oxígeno a la atmósfera.