葉綠體基因組的特點是具相同或相關功能的基因組成復合操縱子結構。這一特點有利于葉綠體基因的表達與調控，例如rpoB-rpoC-rpoC 2操縱子是由編碼RNA聚合酶各個亞基的基因聚合在一起而形成的，而psbI-psbK-psbD-psbC操縱子則編碼PSⅡ的部分蛋白質。葉綠體基因組基因表達調控方式。
轉錄水平調節。轉錄后調節與修飾。萊茵衣藻核基因組與葉綠體基因組遺傳轉化體系的建立，以及許多光合途徑缺陷突變體的分離為研究轉錄后調節提供了一個非常有用的模式系統。遺傳分析表明RNA加工和RNA編輯為影響葉綠體基因表達轉錄后調節的因素。翻譯水平調節。翻譯水平調節可使生物快速地適應外界環境條件，特別對于高效表達基因，當環境條件不利時，可通過翻譯水平快速調節，從而減少代謝能源的消耗。RNA水平和細胞器代謝狀態影響葉綠體蛋白的翻譯, 這種調節可能是通過核糖體蛋白反式磷酸化來完成的。翻譯后調節與修飾。對于質體編碼的葉綠素。
在每個葉原基細胞增殖過程中，位置信息決定細胞命運，因而不同細胞如葉肉細胞、皮層細胞、保衛細胞中對葉綠體的發育進行微調，大多數是通過調節RNA穩定性、剪接、翻譯以及蛋白質穩定性來實現的，并顯示核基因可以控制那些核和質體共同編碼的、最終裝配為復合體的蛋白基因。當發育為葉片時，不同細胞類型的核基因表達有所不同，不同細胞的位置信息，通過不同的基因調節機制，引起質體和核基因的細胞特異表達。最后，葉片細胞以關掉編碼葉綠體蛋白的基因和核基因表達而進入衰老階段。
基因表達調控是由一系列復雜的調控機制組成的。不同的調節機制在一定條件下對特定基因起調節作用，不同的調節策略可使不同植物來適應各自的生存條件，如：光、溫、水和營養條件可調節植物的代謝活動。除上面提到的環境因素外，還涉及葉綠體基因轉錄及轉錄后調節、翻譯與翻譯后修飾調節、核基因對葉綠體基因在轉錄與翻譯過程中的調節和質體產生的信號對核編碼的質體蛋白的表達調節等等。因此，很難對葉綠體基因表達找出一個固定模式。在未來的研究中，核基因組和質體基因組如何在質體發育過程中起到相互調節作用將會成為一個最可能出成果的研究領域。