I pigmenti trovati nei cloroplasti includono clorofilla a, clorofilla b, carotenoidi, xantofille e ficobiline. La clorofilla a è un pigmento fotosintetico primario, mentre il resto è considerato pigmento accessorio.
La fotosintesi viene effettuata da piante verdi, alghe e cianobatteri. Questo processo comporta la trasformazione dell'energia solare in energia chimica immagazzinata nel glucosio, che è il principale combustibile biologico della maggior parte degli organismi. La fotosintesi utilizza acqua e anidride carbonica dall'aria per produrre glucosio e ossigeno. Strutture specializzate, chiamate "cloroplasti", sono i siti dell'attività fotosintetica. I cloroplasti consistono in una membrana interna ed esterna, uno spazio intermembraneo, uno stroma e una grana, che sono strati dei thylakoidi in cui si verificano le reazioni alla luce della fotosintesi.
I pigmenti sono sostanze chimiche che assorbono o irradiano specifiche lunghezze d'onda della luce visibile. Negli organismi fotosintetici, questi composti naturali sono utilizzati per raccogliere l'energia dal sole. La clorofilla e i pigmenti accessori sono impacchettati all'interno delle membrane tilacoidi.
La clorofilla a è il pigmento primario che converte l'energia solare catturata in energia chimica. Assorbe le lunghezze d'onda della luce visibile che corrispondono al rosso e al blu e riflettono la luce verde, che è il colore dominante delle foglie delle piante fotosintetiche. I pigmenti accessori aiutano ad assorbire le lunghezze d'onda della luce non assorbite dalla clorofilla a. Un altro tipo di pigmento, chiamato antociani, non è fotosintetico e non si trova all'interno dei cloroplasti.
