A Teoria Endossimbiótica, ou Endossimbiose Sequencial, foi proposta em 1981, pela pesquisadora estadunidense Lynn Margulis, e admite que os cloroplastos e as mitocôndrias das células eucarióticas teriam surgido há cerca de 2,5 bilhões de anos, quando os cloroplastos e as mitocôndrias, que eram organismos procariontes de vida livre, teriam sido fagocitados por células procariotas maiores, com as quais passaram a viver em simbiose. De acordo com a teoria, os cloroplastos e as mitocôndrias deveriam ter beneficiado a célula hospedeira com a fotossíntese e com a respiração aeróbica, que liberaria mais energia do que a fermentação, enquanto as células hospedeiras providenciariam proteção e nutrientes.