Het belangrijkste verschil tussen mitochondriën en chloroplast is dat mitochondriën de membraangebonden celorganellen zijn die energie opwekken in de eukaryote cellen, terwijl chloroplast een soort eukaryote celorganel is die fotosynthese in planten en algen uitvoert.
Zowel mitochondriën als chloroplasten zijn twee grote organellen die worden aangetroffen in eukaryote cellen. In feite zijn ze de cellulaire generatoren van eukaryote cellen. Deze twee organellen en symbiotische bacteriële cellen hebben enkele structurele kenmerken gemeen, zoals het vermogen tot zelfreplicatie, de aanwezigheid van circulair DNA en vergelijkbare ribosomen, enz. Vanwege dergelijke overeenkomsten geloven wetenschappers dat mitochondriën en chloroplasten zijn geëvolueerd uit kleine symbiotische bacteriën. Endosymbiose is de theorie die dit fenomeen verklaart. Bovendien vertonen ze enkele structurele en functionele overeenkomsten, aangezien beide organellen actief deelnemen aan het energiemetabolisme in eukaryote cellen. Er is echter een significant verschil tussen mitochondriën en chloroplasten op basis van hun fysiologieën.
