У всіх клітині присутні двухмембранной органели, мітохондрії (рис.7). Мітохондрії є органоидами клітинного дихання, їх часто називають «енергетичними станціями клітини». У них відбувається процес окислення органічних молекул, а вивільняється при цьому енергія використовується для синтезу молекул АТФ (молекул, які обслуговують внутрішньоклітинні енергетичні процес).
Зовнішня мембрана мітохондрій має гладку поверхню і за хімічним складом близька до плазмалемме. Внутрішня мембрана мітохондрій утворює випинання, Крісті. Внутрішній вміст мітохондрії називається матриксом. На внутрішньої мітохондріальної мембрані локалізовані ферменти дихання, тут відбувається процес синтезу молекул АТФ.
У клітинах рослин є спеціальні двухмембранной органели - пластиди. Залежно від змісту пігменту розрізняють кілька видів пластид. Зелені пластиди, які містять хлорофіл, називаються хлоропластами (рис.7), в них здійснюється процес фотосинтезу. Пластида, в яких переважають каротиноїди, називаються Хромопласти; безбарвні пластиди - лейкопластах.
Зовнішня мембрана пластид має гладку поверхню, а внутрішня утворює вирости, тилакоїди. Тилакоїди найбільш розвинені в хлоропластах. У мембранах тилакоїдів локалізовані фотосинтетичні пігменти, з яких найбільш важливим є хлорофіл. На внутрішній мембрані хлоропластів здійснюються світлові реакції фотосинтезу (сприйняття кванта світла хлорофілом, синтез АТФ, фотоліз води, що супроводжується виділенням О2). Внутрішній вміст хлоропласта називається стромою, в стромі здійснюються темнові реакції фотосинтезу - синтез глюкози з СО2 і води.