I cloroplasti sono organelli presenti nelle cellule vegetali e in alcuni altri organismi. Sono i siti in cui avviene la fotosintesi, convertendo l'energia luminosa del sole in energia chimica immagazzinata nelle molecole di glucosio (zucchero).
I cloroplasti contengono un pigmento chiamato clorofilla che assorbe l'energia luminosa, in particolare nelle parti blu e rosse dello spettro. La luce assorbita avvia una serie di reazioni note come reazioni dipendenti dalla luce, che portano alla produzione di ossigeno come sottoprodotto. Queste reazioni generano anche energia sotto forma di ATP e NADPH (nicotinammide adenina dinucleotide fosfato), che sono vettori energetici.
Le reazioni indipendenti dalla luce, note anche come ciclo di Calvin, utilizzano l'ATP e il NADPH prodotti durante le reazioni dipendenti dalla luce per convertire l'anidride carbonica dall'atmosfera e dall'acqua in glucosio, uno zucchero semplice. Il glucosio può quindi essere utilizzato dalla pianta per la crescita e l'energia o convertito in altre molecole organiche come amido, cellulosa e lipidi.
Pertanto, le piante non hanno bisogno di consumare fonti alimentari esterne per gli zuccheri poiché possono sintetizzarli attraverso la fotosintesi utilizzando le strutture specializzate dei cloroplasti.