Semelhanças compartilhadas entre mitocôndrias e cloroplastos incluem ter uma membrana interna e externa e uma bicamada de fosfolipídio. Ambas as organelas produzem energia, na forma de ATP, para a célula por meio de quimiosmose. Mitocôndrias e cloroplastos têm seu próprio DNA e se reproduzem independentemente de suas células hospedeiras.
A mitocôndria é encontrada em células eucarióticas, que incluem fungos, animais, plantas e organismos unicelulares. A energia que gera para sua célula hospedeira, ATP, vem da glicose produzida durante a respiração celular. Os cloroplastos são encontrados nas células vegetais e produzem ATP por meio da fotossíntese. Usando este processo, os cloroplastos produzem glicose para armazenamento na planta.
Na mitocôndria e nos cloroplastos, são encontradas enzimas e coenzimas semelhantes que auxiliam nos processos vitais, como o transporte de elétrons e a produção de ATP. Essas enzimas são usadas de maneira diferente em cada organela. No entanto, o DNA presente em cada organela desempenha as mesmas funções para a replicação celular. A American Society for Microbiology afirma que os cientistas acreditam que tanto as mitocôndrias quanto os cloroplastos evoluíram de bactérias e já foram procariontes de vida livre, sem núcleo e /ou organelas. Em algum ponto, esses procariontes encontraram células maiores para se tornarem seus hospedeiros. Enquanto as mitocôndrias entraram nessas células maiores como um invasor, acredita-se que os cloroplastos encontraram seu caminho para as células maiores como alimento.
