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A teoria endossimbiótica foi proposta por Lynn Margulis, em 1981, e admite que algumas organelas (mitocôndrias e cloroplastos) existentes nas células eucarióticas surgiram graças a uma associação simbiótica. Acredita-se que mitocôndrias e cloroplastos são descendentes de organismos procariontes autotróficos que foram capturados e adotados por alguma célula, vivendo, assim, em simbiose.

A partir dessa teoria, podemos considerar que os ancestrais das mitocôndrias e cloroplastos eram organismos endossimbiontes, ou seja, organismos que vivem dentro de outro organismo. Possivelmente, a célula hospedeira era uma espécie de fagócito heterotrófico capaz de englobar partículas.

Após englobar a célula procariótica autotrófica, ela permaneceu mantida no citoplasma da célula hospedeira sem que houvesse degradação. Os dois organismos, então, começaram a viver em simbiose e, posteriormente, ficaram incapacitados de viver isoladamente. O procarionte provavelmente beneficiou a célula hospedeira com o processo de respiração (mitocôndria) e fotossíntese (cloroplasto), e a célula hospedeira fornecia proteção e nutrientes.