不是所有的植物细胞都含有叶绿体。叶绿体只存在于一些高等植物和一些藻类中，像蓝藻这种大型单细胞原核生物就没有叶绿体。叶绿体是质体的一种,是高等植物和一些藻类所特有的能量转换器。其双层膜结构使其与胞质分开，内有片层膜，含叶绿素，故名为叶绿体。

在高等植物中叶绿体象双凸或平凸透镜，长径5-10um，短径2-4um，厚2-3um。高等植物的叶肉细胞一般含50～200个叶绿体，可占细胞质的40%，叶绿体的数目因物种细胞类型，生态环境，生理状态而有所不同。在藻类中叶绿体形状多样，有网状、带状、裂片状和星形等等，而且体积巨大，可达100um。

叶绿体由叶绿体外被、类囊体和基质三部分组成，它是一种含有叶绿素能进行光合作用的细胞器。叶绿体含有3种不同的膜：外膜、内膜、类囊体膜和3种彼此分开的腔：膜间隙、基质和类囊体腔。