Endosimbioza je zveza med vrstami, kjer ena od njih živi znotraj druge. Nekatere organele evkariontskih celic, kot so kloroplasti in mitohondriji, ki izvirajo iz prvotne simbioze z nekaterimi bakterijami. V procesu endosimbioze simbiotski element naseljuje znotrajcelični prostor gostitelja. Primer teh osebkov so: zooksantele, ki so vrsta alg, ki naseljujejo celice nekaterih koral.
Endosimbiotska teorija navaja, da ima evkariontska celica sposobnost, da se pritrdi na drugo, da ohrani sožitje, kjer je oboje koristno, saj bi gostitelj užival sadje, ki ga sprosti endosimbiont. Po drugi strani pa ta teorija tudi navaja, da so bili prvi organeli, ki so se razvili, mitohondriji, nato pa s serijsko endosimbiozo prednik evkariontsko telo doseže endosimbiont, sposoben izvajati fotosintezo, ki bo kasneje razvil evkariontske celične organele, ki bodo prišle da ustvarijo prve zelene alge.
Obstajajo določeni dokazi, da se mitohondriji in plastidi rodijo iz procesa endosimbioze, eden izmed njih je velikost mitohondrijev, ki je podobna velikosti nekaterih bakterij. Tako kloroplasti kot mitohondriji so sestavljeni iz kovalentno zaprte krožne dvoverižne DNA. Pokriti so z dvojno tkanino. Kloroplaste in mitohondrije delimo z binarno cepitvijo, tako kot prokarionte. Sinteza beljakovin, tako v mitohondrijih kot v kloroplastih, je neodvisna.
