고등식물과 몇몇 하등 미생물은 엽록체라는 광합성기구를 가지고 있다. 하등미생물 중에 녹조세균은 광합성을 하는 단세포미생물이다. 식물이 최초에는 광합성을 하지 못했는데 이 광합성세균이 식물세포로 엽록체를 전이하면서 식물은 빛을 이용한 유기물 합성을 시작했다고 추론한다. 지구상에서 모든 에너지의 근원은 태양빛이다. 이 빛 에너지가 식물의 엽록체에서 광합성 하여 화학에너지로 바꾸어 축적한다. 탄수화물로 축적된 이화학 에너지는 동물들이 섭취하면서 여러 가지 대사와 합성을 반복하며 순화구조로 반복된다.
고등식물의 엽록체는 이중막을 하고 있는 세포네 미소기관(Organelle)으로 존재하며 세포 당 수십 개로 많을 때는 100개도 존재하며 빛을 받아 광합성을 수행한다. 유전물질인 DNA도 존재하며 엽록체 내 유전물질은 모계로 유전한다. 광합성에 사용되는 중요한 효소 단백질 중 Rubisco 효소는 지구상에 존재하는 어떠한 단백질보다도 많이 존재한다고 알려져 있다. 이것은 그 만큼 광합성을 해야 지구의 모든 생명체에 산소와 에너지를 공급할 수 있기 때문이라고 생각된다. 이고등식물의 엽록체는 식량을 생산하는 작물을 개량하거나 육종할 때도 중요한 변수로 여겨진다. 광합성 효율을 높여 식량생산을 높이는 연구도 하고 있다. 최근에는 엽록체의 특징을 이용하여 엽록체 내 유전자 도입을 시도하고 있다. 엽록체 내 도입 유전자는 핵 내 도입 유전자보다 유전자 발현양이 많아 고 부가성의 의약용 단백질 생산에 이용할 가치가 있다고 전망한다. 요즈음 “녹색에너지” 라는 친환경에너지의 근본은 이 엽록체라고 생각한다. 농업은 이 엽록체를 가진 작물을 재배하여 식량과 에너지를 유지 보존 하는데 꼭 필요한 산업이라 생각한다.