chloroplast DNA（cpDNA），存在于葉綠體內的DNA。高等植物葉綠體的DNA為雙鏈共價閉合環狀分子，其長度隨生物種類而不同，其大小在120kb到217kb之間，相當于噬菌體基因組的大小，例如，T4噬菌體的基因組約165kb。葉綠體DNA不含5-甲基胞嘧啶，這是鑒定cpDNA及其純度的特定指標。通常一個葉綠體含有10~50個DNA分子。葉綠體內有少量的核糖體，而葉綠體本身也是半自主性細胞器，具有遺傳信息的表達系統，可以轉錄、翻譯生成蛋白質，但是葉綠體中絕大多數蛋白質都是由核DNA編碼并在細胞質核糖體上合成后再運送到葉綠體各自的功能位點上。
葉綠體基因組也叫葉綠體DNA（cpDNA)，雙鏈環狀，每個葉綠體中約含
12個cpDNA分子。葉綠體具有獨立基因組，被認為是內共生起源的細胞器。葉綠體基因組是多拷貝的，具有比較保守的環狀結構，但也存在著一些例外。葉綠體基因組主要用于編碼與光合作用密切相關的一些蛋白和一些核糖體蛋白。葉綠體基因表達調控是在不同水平上進行的，光和細胞分裂素對葉綠體基因的表達也起著重要的調節作用。
葉綠體是地球上綠色植物把光能轉化為化學能的重要細胞器，葉綠體中進行的光合作用是嚴格地受到遺傳控制的。早在20世紀初，人們就已知葉綠體的某些性狀是呈非孟德爾式遺傳的，但直到60年代才發現了葉綠體DNA（chloroplast DNA，cpDNA）。
葉綠體基因組是一個裸露的環狀雙鏈DNA分子，其大小在120kb到217kb之間，相當于噬菌體基因組的大小，例如，T4噬菌體的基因組約165kb。一個葉綠體中通常有一個到幾十個葉綠體基因組。葉綠體DNA不含5/—甲基胞嘧啶，這是鑒定ctDNA及其純度的特定指標。
葉綠體基因組中的基因數目多于線粒體基因組，編碼蛋白質合成所需的各種tRNA和rRNA以及大約50多種蛋白質，其中包括RNA聚合酶、核糖體蛋白質、核酮糖1，5—二磷酸核酮糖羥化酶（RuBP酶）的大亞基等。高等植物的葉綠體基因組的長度各異，但均有10～24kb的一段DNA序列的兩份拷貝，互呈反向重復序列（IRA和IRB）。這兩份反向重復序列之間發生重組，形成了一份短的單拷貝序列（short single copy，SSC），把IRA和IRB連接起來，基因組的其余部分則是長的單拷貝序列（long single copy，LSC）。葉綠體基因組同線粒體基因組一樣，都是細胞里相對獨立的一個遺傳系統。葉綠體基因組可以自主地進行復制，但同時需要細胞核遺傳系統提供遺傳信息。例如，光合系統Ⅱ中的chla/b蛋白質是在細胞質內的80S核糖體上合成后再轉運進葉綠體的；RuBP酶的大亞基是在葉綠體內合成的，但其小亞基則是在細胞質中80s核糖體上合成后轉運進葉綠體，然后同大亞基裝配成有生物學活性的全酶。