La mitocondria se considera típicamente “la fuente de energía de la célula”. La razón por la que las mitocondrias tienen una reputación tan ilustre se debe al papel que juega en la creación de moléculas de adenosina trifosfato para la célula. El trifosfato de adenosina (ATP) sirve como fuente de energía para la célula debido a su tercer grupo de fosfato altamente energético (y al segundo grupo de fosfato menos enérgico). La hidrólisis del último fosfato puede ayudar a impulsar las reacciones bioquímicas cuando se combina con la catálisis enzimática. Las mitocondrias juegan un papel importante en el ciclo del ácido cítrico y la fosforilación oxidativa que conduce a la creación de ATP mediante la utilización de un gradiente de iones de hidrógeno (los detalles se pueden ver en el texto de Biología de Campbell o en cualquier libro de bioquímica).
El cloroplasto se ocupa de la formación de azúcares mediante la utilización de la energía del sol. El cloroplasto desempeña un papel en el ciclo de Calvin (reacción independiente de la luz que produce azúcares) y en las reacciones dependientes de la luz que recolectan energía de la luz para formar la energía necesaria para producir azúcares (el mecanismo de producción de energía es similar a la producción de energía mitocondrial en el sentir que se forma un gradiente de iones de hidrógeno). El ciclo de Calvin es una de las únicas reacciones para poder fijar el carbono inorgánico y hacer compuestos de carbono orgánico. Esta reacción es catalizada por la enzima RuBisCo.
En términos de estructura, el cloroplasto y las mitocondrias son sorprendentemente similares debido a la teoría de que se originaron a partir de bacterias que fueron engullidas por eucariotas tempranos con el fin de crear energía para la célula. Ambos tienen una membrana interna y una membrana externa (supuestamente formadas por fagocitosis eucariota de bacterias). La membrana más interna en ambos orgánulos tiene una relación de área de superficie a volumen muy alta debido al alto número de convoluciones en la membrana (la membrana contiene membranas integrales responsables del catabolismo de reacción, transporte de iones de hidrógeno y transporte de electrones.
