Pigmenții găsiți în cloroplaste includ clorofila a, clorofila b, carotenoizii, xantofilele și fitocilinele. Clorofila a este un pigment primar fotosintetic, în timp ce restul sunt considerați pigmenți auxiliari.
Fotosinteza este efectuată de plante verzi, alge și cianobacterii. Acest proces implică transformarea energiei solare în energie chimică stocată în glucoză, care este principalul combustibil biologic al majorității organismelor. Fotosinteza utilizează apă și dioxid de carbon din aer pentru a produce glucoză și oxigen. Structurile specializate, numite "cloroplaste", sunt siturile activității fotosintetice. Cloroplastele constau dintr-o membrană internă și externă, un spațiu intermembranar, o stromă și o grană, care sunt straturi ale tilacoidelor în care apar reacțiile de lumină ale fotosintezei.
Pigmentele sunt substanțe chimice care absorb sau radiază lungimi de undă specifice ale luminii vizibile. În organismele fotosintetice, acești compuși naturali sunt folosiți pentru recoltarea energiei de la soare. Clorofila și pigmenții auxiliari sunt grupați în membranele tialacoide.
Clorofila a este pigmentul principal care transformă energia solară captată în energie chimică. Acesta absoarbe lungimi de undă ale luminii vizibile care corespund roșu și albastru și reflectă lumina verde, care este culoarea dominantă a frunzelor plantelor fotosintetice. Pigmentii auxiliari ajuta la absorbtia lungimilor de unda a luminii care nu sunt absorbite de clorofila a. Un alt tip de pigment, numit antociani, este non-fotosintetic și nu este localizat în cloroplaste.
