Двумембранная структура хлоропласта выполняет следующие функции:

• Барьерная. 4 Двойная мембранная оболочка действует как барьер, регулируя прохождение молекул. 4
• Увеличение площади рабочей поверхности. 2 Внутренняя мембрана хлоропласта образует впячивания внутрь стромы — тилакоиды, которые имеют форму уплощённых мешочков (цистерн) и увеличивают площадь рабочей поверхности хлоропластов. 2
• Локализация светочувствительных пигментов. 2 В мембранах тилакоидов локализованы светочувствительные пигменты, а также переносчики электронов и протонов, которые участвуют в поглощении и преобразовании энергии света. 2
• Синтез веществ. 5 В хлоропластах синтезируются жирные кислоты, аминокислоты, фитогормоны, витамины, нуклеотиды и другие органические соединения. 5