La endosimbiosi és una unió entre espècies, on una d'elles habita dins de l'altra. Certs orgànuls de cèl·lules eucariotes, com succeeix amb els cloroplasts i mitocondris, que es deriven de la seva simbiosi original amb algunes bacteris. En el procés d'endosimbiosis, l' element simbiòtic habita al espai intracel·lular de l'hoste. Un exemple d'aquests espècimens són: les zooxantel·les, que són una espècie d'algues que habiten dins de les cèl·lules d'alguns corals.
La teoria endosimbiòtica enuncia que una cèl·lula eucariota compta amb la capacitat d'annexar-se a una altra, amb la finalitat de sostenir una convivència en on ambdues es beneficiïn, ja que l'amfitrió gaudiria de l'fruit alliberat pel endosimbiont. D'altra banda, aquesta teoria també afirma que els primers orgànuls en evolucionar, han estat les mitocòndries i després, mitjançant una endosimbiosi en sèrie, el corpuscle eucariota ancestral, obté un endosimbiont apte per realitzar fotosíntesi, que després desenvoluparia uns orgànuls cel·lulars eucariòtics que vindrien a generar el que són les primeres algues verdes.
Existeixen certes evidències que afirmen que les mitocòndries i els plastidis neixen de l'procés d'endosimbiosis, una d'elles és la mida de les mitocòndries, el qual és semblant a l'd'alguns bacteris. Tant els cloroplasts, com els mitocondris estan compostos per ADN bicatenari circular tancat covalentment. Es troben coberts per un doble teixit. Els cloroplasts i els mitocondris estan fraccionats per una fissió binària, com també succeeix amb els procariotes. La síntesi proteica, tant de les mitocòndries, com els cloroplasts, és independent.
