Endosymbiose er en forening mellem arter, hvor den ene lever inden for den anden. Visse organeller af eukaryote celler, såsom kloroplaster og mitokondrier, der stammer fra deres oprindelige symbiose med nogle bakterier. I processen med endosymbiose beboer det symbiotiske element det værts intracellulære rum. Et eksempel på disse prøver er: zooxanthellae, som er en art af alger, der lever i cellerne i nogle koraller.
Den endosymbiotiske teori siger, at en eukaryot celle har evnen til at knytte sig til en anden for at opretholde en sameksistens, hvor begge har gavn, da værten vil nyde frugten frigivet af endosymbiont. På den anden side bekræfter denne teori også, at de første organeller, der udviklede sig, var mitokondrierne, og derefter, gennem seriel endosymbiose, opnår den forfædres eukaryote blodlegeme en endosymbiont, der er i stand til at udføre fotosyntese, som senere vil udvikle eukaryote cellulære organeller, der ville komme at generere, hvad der er de første grønne alger.
Der er visse beviser for, at mitokondrier og plastider er født fra endosymbiose-processen, en af dem er størrelsen af mitokondrier, der svarer til nogle bakteriers størrelse. Både kloroplaster og mitokondrier er sammensat af kovalent lukket cirkulært dobbeltstrenget DNA. De er dækket af et dobbelt stof. Kloroplaster og mitokondrier divideres med binær fission, ligesom prokaryoter. Proteinsyntese, både i mitokondrier og i kloroplaster, er uafhængig.
