A legfontosabb különbség a mitokondriális DNS és a kloroplaszt DNS között az, hogy a mitokondriális DNS az eukarióta sejtek mitokondriumaiban, míg a kloroplaszt DNS a növényi sejtek kloroplasztikájában van jelen.
A mitokondrium és a kloroplaszt két fontos membránhoz kötött organellum az eukarióta sejtekben. A mitokondrium a sejtek erőműve. Másrészt a kloroplasztikák a fotoszintézis helyei a növényekben. Úgy gondolják, hogy mind a mitokondrium, mind a kloroplasztikumok a prokarióta sejtekből az eukarióta sejtekbe endoszimbiózissal származnak. Ez a két organella saját DNS-t tartalmaz. Noha ez a DNS nem egy sejt sejtmag-DNS-je, és nem is fontos a sejt működéséhez, fontos néhány saját sejtorganellum-tulajdonságuk szempontjából.
