A função de um tilacóide é servir como o compartimento onde ocorrem as reações de coleta de luz da fotossíntese, conforme explicado em "Biologia Molecular da Célula". Ele está localizado no estroma do coloroplasto, que é o espaço encontrado entre a membrana interna e a membrana tilacóide.
Os tilacóides são feitos de um sistema interconectado de sacos achatados em forma de disco. Eles tendem a formar agregados empilhados, chamados grana, que contêm aproximadamente 10 a 20 tilacóides cada. Eles contêm a cadeia de transporte de elétrons, o sistema fotossintético de absorção de luz e uma enzima ATP sintase. Do lado de fora da membrana tilacóide está o estroma, que é o grande espaço interior do cloroplasto e contém enzimas que incorporam CO2 em açúcares, ribossomos, RNA e DNA. A membrana dos tilacóides contém importantes complexos de proteínas que realizam as reações de luz da fotossíntese. Os complexos do fotossistema I e II que coletam luz com clorofila e carotenóides estão localizados lá. Eles absorvem a energia da luz e a usam para energizar os elétrons na cadeia de transporte de elétrons. Um grande complexo de proteínas conhecido como ATP sintase controla o gradiente de concentração dos íons de hidrogênio no espaço do tilacóide para gerar energia ATP, e os íons de hidrogênio fluem de volta para o estroma.
