Mitokondri ve kloroplastın endosimbiyotik kökeni, bu organellerin bağımsız prokaryot hücreler olarak yaşarken, daha iri prokaryotlar tarafından hücre içine alınıp tam olarak sindirilememesiyle açıklanır. Bu teoriye göre: 1. Mitokondri: Aerobik bir bakteri, ata ökaryot hücre tarafından yutulmuş ve zamanla mitokondriye dönüşmüştür. 2. Kloroplast: Fotosentetik bir bakteri, daha sonra bir ökaryot hücre tarafından alınarak kloroplastı oluşturmuştur. Bu süreç, evrimsel bir ilişki sonucu iki hücrenin birbirine bağımlı hale gelmesi ve zamanla tek bir işlevsel birim haline gelmesiyle sonuçlanmıştır.