Endosimbiozė yra rūšių sąjunga, kai viena iš jų gyvena kitoje. Tam tikri eukariotinių ląstelių organeliai, tokie kaip chloroplastai ir mitochondrijos, kurie yra kilę iš jų pirminės simbiozės su kai kuriomis bakterijomis. Endosimbiozės procese simbiotinis elementas apgyvendinamas šeimininko tarpląstelinėje erdvėje. Bei šių pavyzdžių pavyzdys yra: zooxanthellae, kurie yra rūšių dumblių, kurie gyvena kai kurių koralų ląsteles.
Endosimbiozės teorija teigia, kad eukariotinė ląstelė turi galimybę prisirišti prie kitos, kad išlaikytų sambūvį, kur abu turi naudos, nes šeimininkas mėgautųsi endosymbionto išleidžiamais vaisiais. Kita vertus, ši teorija taip pat patvirtina, kad pirmieji organeliai išsivystė mitochondrijos, o per serijinę endosimbiozę protėvių eukariotinis korpusas gauna endosymbiontą, galintį atlikti fotosintezę, kuris vėliau sukurs eukariotinių ląstelių organelius, kurie atsiras kurie yra pirmieji žalieji dumbliai.
Yra tam tikrų įrodymų, teigiančių, kad mitochondrijos ir plastidai gimsta iš endosimbiozės proceso, vienas iš jų yra mitochondrijų dydis, kuris yra panašus į kai kurių bakterijų dydį. Tiek chloroplastai, tiek mitochondrijos susideda iš kovalentiškai uždaros apskritos dvigubos grandinės DNR. Jie yra padengti dvigubu audiniu. Chloroplastai ir mitochondrijos, kaip ir prokariotai, dalijami dvejetainiu dalijimusi. Baltymų sintezė tiek mitochondrijose, tiek chloroplastuose yra nepriklausoma.
