En la Elodea , como en todas las angiospermas, los cloroplastos son estructuras discoidales o elipsoidales que miden entre 5-6 micras (µ) de diámetro y 1-2 micras (µ) de ancho. Puede haber docenas de cloroplastos en el citoplasma de cada célula. En su ultraestructura el cloroplasto esta rodeado por dos membranas. En su interior hay un material semifluido incoloro de naturaleza proteínica que constituye el estroma, donde se localizan la mayoría de las enzimas requeridas en las reacciones que allí ocurren.
La membrana interna se invagina formando dobleces pareados llamadas lamelas. A ciertos intervalos las lamelas se ensanchan y forman bolsas o sacos planos llamados tilacoides. Según el modelo de Hodge, la clorofila se encuentra dentro de los tilacoides entre capas de moléculas de proteínas y fosfolípidos. Tanto el estroma como las granas pueden ser vistos al microscopio óptico; sin embargo, para distinguir los tilacoides y las lamelas individuales es necesario el microscopio electrónico.
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