Les chloroplastes sont les organites autres que le noyau et les mitochondries qui contiennent leur propre ADN. Les chloroplastes se trouvent dans les plantes et certaines formes de protistes. Leur ADN et leurs ribosomes sont situés dans le stroma.
Les chloroplastes sont le site de la photosynthèse chez les plantes et contiennent le pigment vert connu sous le nom de chlorophylle. Leur ADN est constitué de grosses molécules circulaires qui contiennent environ 120 gènes, selon les espèces végétales. Une grande partie de la structure du chloroplaste est similaire à celle des mitochondries et, comme les mitochondries, on pense que les chloroplastes ont évolué à partir de bactéries. La séquence génétique de plusieurs types d'ADN chloroplastique a été séquencée, y compris le tabac et l'hépatique.