Il cloroplasto è l'organulo della fotosintesi della
cellula eucariotica (fig. 1). Nei
Protisti si osservano cloroplasti di forma varia: quando ve n'è uno solo per cellula (Cromofite, Clorofite) di solito esso ha forma di coppa talvolta è nastriforme (Coniugate), quando i cloroplasti sono numerosi (Dinoflagellidi, Euglenoididi) essi si presentano ovoidali o discoidali.
Nei Protisti variano anche i pigmenti della fotosintesi: nelle Cromofite e nei Dinoflagellati si riscontrano le
clorofille a e c, nelle Clorofite e negli Euglenoididi le clorofille a e b; a queste clorofille sono associati carotenoidi e xantofille varie. La combinazione delle clorofille e dei pigmenti associati conferisce alle varie specie diverse sfumature di colore: dal giallo vivo al bruno scuro attraverso tutta la gamma dei verdi ma conferisce anche e soprattutto la capacità di catturare e utilizzare radiazioni luminose di diversa lunghezza d'onda.
Nei Criptomonadidi alle clorofille a e c sono associate le ficobiliproteine tipiche di taluni cianobatteri. E' ormai sicuro che i vari tipi di cloroplasti derivino da altrettanti tipi di alghe procarioti endosimbionti. La fotosintesi dei Protisti si svolge come quella dei Cianobatteri e delle Piante.
Molte cellule fotosintetiche si muovono per mezzo del
flagello per dirigersi là dove vigono le condizioni migliori per la fotosintesi, questa attitudine vien detta fototassi .
L'apparato fototattico consta di un fotorecettore (non sempre identificabile) e di uno schermo, costituito da gocce di pigmento rosso (fig. 2 e 3).
I programmi che conducono la cellula nei luoghi più favorevoli sono conosciuti meno bene delle strutture microanatomiche, tuttavia, semplificando al massimo, si può dire che l'apparato fotosensitivo segnala, istante dopo istante, l'aumentare o il diminuire della intensità di illuminazione, e che questi segnali elaborati attraverso dispositivi a retroazione fan sì che l'illuminazione della cellula venga mantenuta stazionaria entro i limiti ottimali.