并非所有的植物细胞都含有叶绿体。叶绿体只存在于一些高等植物和一些藻类中，像蓝藻这样的大型单细胞原核生物是没有叶绿体的。叶绿体是一种质体，是高等植物和一些藻类特有的能量转换器。其双层膜结构将其与细胞质隔开，并含有层粘连蛋白，故称叶绿体。

叶绿体是植物细胞中最重要、最常见的质体，是进行光合作用的细胞器。叶绿体利用其叶绿素将光能转化为化学能，并将CO2和水转化为糖。叶绿体是世界上成本最低、物质财富最多的生物工厂。

线粒体在细胞中起着重要的作用，含有许多酶，可以分解和氧化细胞摄入的蛋白质、脂肪和糖，释放能量。细胞受损，细胞膜和线粒体都会受损，细胞的能量供应也会有问题。

叶绿体由三部分组成：叶绿体被膜、类囊体和基质。叶绿体包含三种不同的膜：外膜、内膜、类囊体膜和三个独立的腔：膜间隙、基质和类囊体腔。

叶绿体含有四种色素：叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素。其中，前两者是主要的光合色素，直接参与光合作用；后两者只吸收和传递光能，不能参与光合作用。由于细胞中四种色素的比例在不同植物或同一植物的不同发育阶段是不断变化的，所以植物(尤其是叶子)在颜色上呈现出深浅不同的黄绿色。

叶绿体是质体的三种类型之一，其特点是叶绿素浓度高。(另外两种质体类型是白色体和染色体，含有少量叶绿素，不能进行光合作用。叶绿体是高度动态的，它们在植物细胞中循环和移动，偶尔分裂成两个来繁殖。它们的行为受到环境因素的强烈影响，如光线的颜色和强度。

叶绿体类似于线粒体，有自己的遗传物质DNA，但由于基因组大小有限，它是一个半自主的细胞器。它的DNA被认为是从被古代真核生物的细胞吞噬的光合蓝细菌的祖先那里遗传而来的。叶绿体不能由植物细胞产生，必须在植物细胞分裂过程中由每个子细胞继承。