DNA chloroplastowy dziedziczony jest wyłącznie po linii matczynej, ponieważ chloroplasty przekazywane są zygocie tylko przez komórkę jajową. Geny zlokalizowane w genomie chloroplastów wykazują dziedziczenie pozajądrowe, nie podlegają więc mendlowskim prawom dziedziczenia.
W skład genomu chloroplastowego porostnicy wielokształtnej wchodzi 128 możliwych genów, w tym 4 sekwencje kodujące 4 rodzaje rRNA, 32 sekwencje dla tRNA oraz 55 zidentyfikowanych otwartych ramek odczytu dla białek. 8 Genów kodujących tRNA oraz 12 kodujących białka zawiera introny. Cząsteczka DNA składa się z 121024 par zasad. Większość białek obecnych w chloroplastach jest jednak kodowana przez genom jądrowy.
W genomie ryżu siewnego składającym się z 134525 par zasad zidentyfikowano także 4 geny dla rRNA oraz 30 dla tRNA.
U okrytonasiennych zwykle genom chloroplastowy dziedziczony jest po matce, rzadziej po obu rodzicach. Czynnikiem zwiększającym prawdopodobieństwo transmisji plastydów za pośrednictwem komórek plemnikowych jest działanie niskich temperatur. U nagonasiennych stwierdzono dziedziczenie genomu chloroplastowego po ojcu.