Les similitudes partagées entre les mitochondries et les chloroplastes incluent à la fois une membrane interne et externe et une bicouche phospholipidique. Les deux organites produisent de l'énergie, sous forme d'ATP, pour la cellule par chimiosmose. Les mitochondries et les chloroplastes ont leur propre ADN et se reproduisent indépendamment de leurs cellules hôtes.
Les mitochondries se trouvent dans les cellules eucaryotes, qui comprennent les champignons, les animaux, les plantes et les organismes unicellulaires. L'énergie qu'il génère pour sa cellule hôte, l'ATP, provient du glucose produit lors de la respiration cellulaire. Les chloroplastes se trouvent dans les cellules végétales et produisent de l'ATP par photosynthèse. En utilisant ce processus, les chloroplastes produisent du glucose pour le stockage dans la plante.
Dans les mitochondries et les chloroplastes, on trouve des enzymes et des coenzymes similaires qui aident aux processus vitaux, tels que le transport d'électrons et la production d'ATP. Ces enzymes sont utilisées différemment dans chaque organite. Cependant, l'ADN présent dans chaque organite remplit les mêmes fonctions pour la réplication cellulaire. L'American Society for Microbiology déclare que les scientifiques pensent que les mitochondries et les chloroplastes ont évolué à partir de bactéries et étaient autrefois des procaryotes libres sans noyau et/ou organites. À un moment donné, ces procaryotes ont trouvé des cellules plus grandes pour devenir leur hôte. Alors que les mitochondries sont entrées dans ces cellules plus grandes en tant qu'envahisseurs, on pense que les chloroplastes ont trouvé leur chemin dans les cellules plus grandes comme nourriture.