Huvudskillnaden mellan mitokondrier och kloroplast är att mitokondrier är de membranbundna cellorganeller som genererar energi i de eukaryota cellerna, medan kloroplast är en typ av eukaryota cellorganeller som utför fotosyntes i växter och alger.
Både mitokondrier och kloroplast är två stora organeller som finns i eukaryota celler. I själva verket är de cellgeneratorerna av eukaryota celler. Dessa två organeller och symbiotiska bakterieceller delar vissa strukturella egenskaper som förmågan att självreplikera, närvaro av cirkulärt DNA och liknande ribosomer etc. På grund av sådana likheter tror forskare att mitokondrier och kloroplast har utvecklats från små symbiotiska bakterier. Endosymbios är teorin som förklarar detta fenomen. Dessutom visar de vissa strukturella och funktionella likheter eftersom båda dessa organeller aktivt deltar i energimetabolismer i eukaryota celler. Det finns dock en signifikant skillnad mellan mitokondrier och kloroplast baserat på deras fysiologier.