Peamine erinevus mitokondrite ja kloroplasti vahel seisneb selles, et mitokondrid on membraaniga seotud raku organellid, mis toodavad energiat eukarüootsetes rakkudes, kloroplast on aga eukarüootsete rakkude organellide tüüp, mis teostab fotosünteesi taimedes ja vetikates.
Nii mitokondrid kui ka kloroplast on kaks suurt organelli, mida leidub eukarüootsetes rakkudes. Tegelikult on nad eukarüootsete rakkude rakutootjad. Nendel kahel organellil ja sümbiootilistel bakterirakkudel on mõned struktuursed tunnused, näiteks võime ennast paljuneda, ümmarguse DNA ja sarnaste ribosoomide olemasolu jne. Selliste sarnasuste tõttu usuvad teadlased, et mitokondrid ja kloroplast on arenenud väikestest sümbiootilistest bakteritest. Endosümbioos on teooria, mis seletab seda nähtust. Lisaks näitavad nad mõningaid struktuurilisi ja funktsionaalseid sarnasusi, kuna mõlemad need organellid osalevad aktiivselt eukarüootsete rakkude energia metabolismides. Kuid mitokondrite ja kloroplastide vahel on nende füsioloogia põhjal märkimisväärne erinevus.
