Klíčovým rozdílem mezi mitochondriální DNA a chloroplastovou DNA je to, že mitochondriální DNA je přítomna uvnitř mitochondrií eukaryotických buněk, zatímco chloroplastová DNA je přítomna uvnitř chloroplastů rostlinných buněk.
Mitochondrie a chloroplasty jsou dva důležité na membrány vázané organely v eukaryotických buňkách. Mitochondrie jsou elektrárny buněk. Na druhou stranu jsou chloroplasty místem fotosyntézy v rostlinách. Předpokládá se, že mitochondrie i chloroplasty pocházejí z prokaryotických buněk do eukaryotických buněk prostřednictvím endosymbiózy. Tyto dvě organely obsahují vlastní DNA. Ačkoli tato DNA není nukleární DNA buňky a není důležitá pro fungování buňky, je důležitá pro některé jejich vlastní vlastnosti buněčných organel.