Der Hauptunterschied zwischen den energieverarbeitenden Organellen, Mitochondrien und Chloroplasten, besteht darin, wie sie nützliche chemische Energie produzieren und was sie dafür verwenden, so die Florida International University. Mitochondrien sind findet sich sowohl in Tieren als auch in Pflanzen, während nur Pflanzen und Algen Chloroplasten haben.
Mitochondrien und Chloroplasten haben beide zwei Hauptmembranen: schützende äußere Membranen und innere Membranen mit funktionellen Molekülen zur Energieverarbeitung. Mitochondrien sind die Hauptproduzenten der wichtigsten Energiewährung der Zellen, ATP. Sie erzeugen ATP durch Atmung, bei der Sauerstoff in chemischen Reaktionen mit den aus der Nahrung gewonnenen Molekülen zur Energiefreisetzung verwendet wird. Diese Energie wird dann in ATP-Moleküle gebunden, die von der zellulären Maschinerie verwendet werden können, um wesentliche Aufgaben zu erfüllen.
Chloroplasten produzieren kein ATP für die Zelle als Ganzes, sondern nutzen stattdessen die Energie des Sonnenlichts, um aus Kohlendioxid und Wasser Zucker herzustellen. Chloroplasten produzieren tatsächlich ATP unter Verwendung der Energie des Sonnenlichts, aber dies wird innerhalb des Chloroplasten verwendet, um Zucker zu erzeugen, anstatt zur allgemeinen Verwendung an den Rest der Zelle gesendet zu werden. Der Prozess der Verwendung von ATP, das aus Sonnenlicht gewonnen wird, um Zucker herzustellen, ist als Calvin-Zyklus bekannt.
