Kľúčovým rozdielom medzi mitochondriami a chloroplastmi je to, že mitochondrie sú bunkové organely viazané na membránu, ktoré generujú energiu v eukaryotických bunkách, zatiaľ čo chloroplast je typ organely eukaryotických buniek, ktorá uskutočňuje fotosyntézu v rastlinách a riasach.
Mitochondrie aj chloroplast sú dva veľké organely nachádzajúce sa v eukaryotických bunkách. V skutočnosti sú to bunkové generátory eukaryotických buniek. Tieto dve organely a symbiotické bakteriálne bunky zdieľajú niektoré štrukturálne znaky, ako je schopnosť sebareplikácie, prítomnosť kruhovej DNA a podobných ribozómov atď. Kvôli podobnostiam sa vedci domnievajú, že mitochondrie a chloroplasty sa vyvinuli z malých symbiotických baktérií. Endosymbióza je teória, ktorá vysvetľuje tento jav. Ďalej vykazujú určité štrukturálne a funkčné podobnosti, pretože obidve tieto organely sa aktívne podieľajú na energetickom metabolizme v eukaryotických bunkách. Existuje však významný rozdiel medzi mitochondriami a chloroplastami na základe ich fyziologických vlastností.
