یکی از عملکردهای اصلی کلروپلاست نقش آن در فتوسنتز است، فرایندی که نور به انرژی شیمیایی تبدیل می شود و سپس مواد غذایی را به شکل قند تولید می کند. آب (H2O) و دی اکسید کربن (CO2) در فتوسنتز استفاده می شود و با استفاده از انرژی نور، قند و اکسیژن (O2) ساخته می شود. فتوسنتز به دو مرحله تقسیم می شود: واکنش های نوری، که در آن آب برای تولید اکسیژن تقسیم می شود، و واکنش های تاریک، یا چرخه کالوین، که مولکول های قند را از دی اکسید کربن می سازد. این دو مرحله با حامل های انرژی آدنوزین تری فسفات (ATP) و نیکوتینامید آدنوکلی دینوتاید فسفات (NADP +) مرتبط هستند.
کلوروپلاست