Ендосимбиозата е съюз между видовете, където единият от тях живее в рамките на другия. Някои органели от еукариотни клетки, като хлоропласти и митохондрии, които са получени от първоначалната симбиоза с някои бактерии. В процеса на ендосимбиоза симбиотичният елемент обитава вътреклетъчното пространство на гостоприемника. Пример за тези екземпляри са: зооксантели, които са вид водорасли, които обитават клетките на някои корали.
Ендосимбиотичната теория гласи, че еукариотната клетка има способността да се привързва към друга, за да поддържа съвместно съществуване, когато и двете са от полза, тъй като гостоприемникът ще се радва на плодовете, освободени от ендосимбионта. От друга страна, тази теория също така потвърждава, че първите органели, които са се развили, са митохондриите, а след това, чрез серийна ендосимбиоза, прародителният еукариотичен корпускул получава ендосимбионт, способен да извършва фотосинтеза, който по-късно ще развие еукариотни клетъчни органели, които ще дойдат за да генерират кои са първите зелени водорасли.
Съществуват определени доказателства, които потвърждават, че митохондриите и пластидите се раждат от процеса на ендосимбиоза, един от тях е размерът на митохондриите, който е подобен на този на някои бактерии. Както хлоропластите, така и митохондриите са съставени от ковалентно затворена кръгова двуверижна ДНК. Те са покрити с двойна тъкан. Хлоропластите и митохондриите се разделят чрез бинарно делене, както и прокариотите. Синтезът на протеини, както в митохондриите, така и в хлоропластите, е независим.
