Хлоропласты реагируют на изменения условий окружающей среды, в частности на освещение, минеральное питание и температуру. 2 Под влиянием различных факторов внешней среды могут происходить изменения их ультраструктуры. 2

При недостатке освещения пластинчатые структуры хлоропластов развиваются слабее и заполняют не все пространства хлоропласта, граны выражены нечётко или не развиваются. 2 Под влиянием низких температур хлоропласты разбухают за счёт стромы, изгибаются межгранные ламеллы и перемещается ламеллярная система к периферии хлоропласта. 2 При перенесении растения в благоприятные условия происходит восстановление структуры и фотосинтетической активности. 2

Также хлоропласты реагируют на изменения окружающей среды через процесс ретроградного сигналинга. 3 Они посылают в ядро сигналы, регулирующие экспрессию ядерных генов в соответствии с состоянием органелл. 3