Trong tế bào thực vật, lục lạp thực hiện quang hợp, một quá trình chuyển đổi năng lượng ánh sáng từ mặt trời thành năng lượng hóa học dưới dạng glucose. Thực vật sau này có thể sử dụng năng lượng hóa học dự trữ này để thực hiện các hoạt động không thể thiếu cuộc sống, chẳng hạn như tăng trưởng và sinh sản.
Lục lạp chủ yếu được tìm thấy trong các tế bào tạo nên lá cây, cơ quan chuyên thu nhận ánh sáng. Quá trình quang hợp được thực hiện trong lục lạp sử dụng nước, ánh sáng và carbon dioxide, và nó tạo ra glucose và oxy. Quang hợp được chia thành phản ứng sáng và phản ứng tối. Các phản ứng sáng sử dụng nước và ánh sáng để tổng hợp ATP và NADPH; các phản ứng tối sử dụng năng lượng dự trữ trong ATP đó cùng với carbon dioxide và NADPH để tạo ra glucose, ADP và NADP +. ADP và NADP + được tái chế để sử dụng trong các phản ứng ánh sáng và quá trình này liên tục lặp lại chính nó.
Lục lạp, mặc dù bản chất toàn vẹn về chức năng của chúng, có thể không liên quan đến các tế bào thực vật mà chúng cư trú. Lục lạp, giống như ti thể, có DNA riêng và chúng phân chia độc lập với chu kỳ tế bào thực vật. Ngoài ra, tế bào không thể bổ sung lục lạp khi chúng bị loại bỏ. Bằng chứng như thế này đã khiến các nhà khoa học phát triển lý thuyết nội cộng sinh. Lý thuyết nội cộng sinh cho rằng lục lạp và các bào quan quan trọng khác có nguồn gốc tách biệt với tế bào chủ của chúng và tại một thời điểm nào đó trong lịch sử, một sinh vật đơn bào đã nhấn chìm lục lạp, tạo thành một mối quan hệ cộng sinh lâu dài và tồn tại phổ biến cho đến ngày nay.
