Ključna razlika med mitohondriji in kloroplastom je v tem, da so mitohondriji membransko vezani celični organeli, ki v evkariontskih celicah ustvarjajo energijo, medtem ko je kloroplast vrsta organele evkariontskih celic, ki izvaja fotosintezo v rastlinah in algah.
Tako mitohondriji kot kloroplast sta dve veliki organeli, ki ju najdemo v evkariontskih celicah. Pravzaprav so celični generatorji evkariontskih celic. Ti dve organeli in simbiotične bakterijske celice imajo nekatere strukturne značilnosti, kot so sposobnost samopodvajanja, prisotnost krožne DNA in podobnih ribosomov itd. Zaradi takšnih podobnosti znanstveniki verjamejo, da so se mitohondriji in kloroplast razvili iz majhnih simbiotskih bakterij. Endosimbioza je teorija, ki pojasnjuje ta pojav. Poleg tega kažejo nekatere strukturne in funkcionalne podobnosti, saj obe organeli aktivno sodelujejo pri presnovi energije v evkariontskih celicah. Vendar pa obstaja pomembna razlika med mitohondriji in kloroplastom glede na njihovo fiziologijo.
