Xloroplastlarda iri və xırda dənəvər, habelə homogen quruluşu işıq mikroskopu ilə aşkar olunur. Bitki hüceyrəsinin kifayət qədər iri və orqonoidi-xloroplastlarların əsas komponentləri ikiqat lipoproteid membran və stromadır. Stromadas fotosintetik piqmentləri özündə birləşdirən lipoprotid lamellalar yerləşir. Xloroplastlarda lamelların yerləşməsi həm bitkinin, həm də yarpaq toxumasının tipindən aslıdır. Bir cüt lamell, beləliklə. Daxili boş olan özünəməxus yastı disk əmələ gətirir. Bu cür diskləri V. Menke "tilakoid" adlandırmışdır. Ali bitkilərin mezofil hüceyrələrindəki xloroplastlarda müəyyən mərhələlərdə qranlar əmələ gəlir. Qranlar, sıx şəkildə yığılmış tilakoidlərdən ibarətdir. Qranllarda olan tilakoidlərin miqdarı müxtəlif ola bilir. Məsələn elə bitkilər var ki, onlarda tilakoidlər 5–6, bəzilərində 50–60, digərlərində daha çox olur. Tərkibində qranların olmasına görə xloroplastlar iki tipə bölünür:

Qranal xloroplastlar — tərkibində qranlar olan xloroplastlar. Bu cür xloroplastlar əksəriyyətində rast gəlinir.

Aqranal xloroplastlar — bu xloroplastların fotosintetik membranı uzun olub, bir-birindən böyük məsafədə yerləşir. Belə xloroplastlar bəzi yosunlar üçün xarakterikdir, lakin onlara həm də ali bitkilərdə də rast gəlinir.

Fotosintez prosesində əmələ gələn nişasta, lamellalar arası boşluqda nəzərə çarpır. Stromada olan nişastanın miqdarı hədddindən çox olduqda, əks əlaqə mexanizimi işləməyə başlayır, nəticədə xloroplastların fotosintetik aktivliyi azalır. Lakin qaranlıqda və ya kifayət qədər isıqlanma nişasta dənələri azalır, bəzən isə tamamı ilə itir. Xloroplastlardakı nişasta dənələri, onlarda gedən karbohidrat mübadiləsində tənzimləyici rol oynayır. Qranlardakı sonuncu disk(tilakoid) neytral və ya selektiv süzgəc olmaqla bütövlüklə qranları həədindən çox şüalanmadan qoruyur. Bu halda həmin tilakoidlərin tədricən rəngsizləsşməsi və dağilması nəzərə çarpır. Dağılmış diksin yerini başqası tutur. Sonuncu disklər, başqalarından fərqli olaraq, bir qədər şişmiş vəziyyətdə olur. Xloroplastlardakı qranlar, qranlararası tilakoid şəbəkəsi vasitəsilə vahid fotoenergetik sistemdə birləşmiş haldadır. 1967-ci ildə Veyer və Benson tilakoid membranının ultraqruluşu haqqında müəyyən təsəvür yarada bilən model təklif etmişlər. Onların fikrincə, membran qlobulyar lipoprotein subvahidlərindən ibarətdir. Hər subvahid zülal və lipidlərə yanaşı, elektronnəqliyyat dövriyyəsinin bütün komponentlərinə malikdir. Qeyd etmək lazımdır ki, xloroplastların quruluş təşkili, hər seydən əvvəl isə onların membranlarının quruluşu dinamik xarakter daşıyır. Membranlarda olan ferment komlekslərin özləri də dinamik sistem yaradır. Onların membrandakı vəziyyəti sabit deyildir. Bu vəziyyət, membranın müxtəlif fuksional halına müvafiq şəkildə dəyişdirir. Bununla bərabər, membranın fizoloji xassəsi, hər seydən əvvəl onun keçriciliyi, onda olan ferment sistemlərinin funksiyasından xarakterindən asılıdır.