Хлоропласти (chloroplasts) – пластиди, съдържащи хлорофил (вж. пластиди). Хлоропластите са най-големите по размер двумембранни органели – на дължина достигат до 50 мкм. Вътрешното пространство е изпълнено с полутечно вещество (т. нар. строма), в което са разположени тилакоидните мембрани, съдържащи освен фосфолипиди и белтъци и хлорофилни молекули. Пространството, затворено между тилакоидните мембрани, се явява трети компартмент в хлоропластите. Всеки от компартментите се отличава със специфични ензими. Хлоропластите имат собствена кръгова ДНК и рибозоми, разположени в стромата. С тяхна помощ те синтезират някои свои белтъци и също се възпроизвеждат чрез делене. Счита се, че хлоропластите са произлезли в резултат на симбиоза между еукариотна клетка и цианобактерии.

Основна функция на хлоропластите е осъществяването на процеса фотосинтеза – превръщането на енергията на светлината в АТФ се извършва в тилакоидните мембрани, а синтезът на органични вещества от СО₂ и Н₂О – в стромата, където се извършват реакциите от цикъла на Калвин.

Фиг. 1. Структура на хлоропласт

Фиг. 2. Хлоропласти в клетки на образувателната тъкан

Процеси от светлинната фаза на фотосинтезата, извършващи се в тилакоидната мембрана

Действие на АТФ-синтетаза, разположен в тилакоидната мембрана, и образуване на АТФ.