外被
叶绿体的周围被有两层光滑的单位膜。两层膜间被一个电子密度低的较亮的空间隔开。这两层单位膜称为叶绿体膜(Chloro-plast membrane)或外被(outer envelope)。叶绿体膜内充满流动状态的基质(stroma),基质中有许多片层(lamella)结构。
类囊体
每个片层是由周围闭合的两层膜组成,呈扁囊状,称为类囊体。
类囊体内是水溶液。小类囊体互相堆叠在一起形成基粒,这样的类囊体称为基粒类囊体。组成基粒的片层称为基粒片层。大的类囊体横贯在基质中,贯穿于两个或两个以上的基粒之间。这样的片层称为基质片层,这样的类囊体称基质类囊体。
基质
是内膜与类囊体之间的空间的液体,主要成分包括碳同化相关的酶类,如1,5-二磷酸核酮糖羧化酶占基质可溶性蛋白质总量的60%。此外,还有叶绿体DNA、蛋白质合成体系、某些颗粒成分,如各类RNA、核糖体等蛋白质。