空間填充模型的葉綠素分子。 叶绿素存在于植物细胞的叶绿体 中（图中紫色部分为细胞壁，绿色部分为叶绿体）。 叶绿素 （Chlorophyll）是普遍存在具光合作用能力生物中，主要反射綠光的光合色素 的合稱，並可依照其吸收波段被分為葉綠素a, b, c及d。
光合作用 的第一步是光能被叶绿素吸收并将叶绿素离子 化。产生的化学能被暂时储存在三磷酸腺苷 (ATP)中，并最终将二氧化碳 和水 转化为氧氣 和碳水化合物 。叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱较为接近，两者在堇紫 光（430~480nm）和红光区（640~660nm）都有一吸收高峰，叶绿素ab对绿光的吸收很少，所以呈绿色。[ 1]
并非只有叶子才有叶绿素，叶柄的薄壁细胞都有叶绿素的存在。就是在一片叶子之中，也并非只有叶肉细胞有叶绿素，维管束 鞘和保衛細胞 都有叶绿素。当秋天渐渐来临，日照时间和空气适度都逐渐变少时， 一层在叶柄和树的木质部的细胞就慢慢形成了(形成層:在韌皮部與木質部間)。这层细胞妨碍了水和养料的输送，因此光合作用减产了，没有了叶绿素的叶子在短时间内就变成其他颜色了。
葉綠素是二氫卟吩 色素 ，結構上和卟啉 色素例如血紅素 （常見者，中心有一鐵 原子） 類似。在二氫卟吩環的中央有一個鎂 原子。葉綠素有多個側鏈，通常包括一個長的植基 （ 英语 ： Phytane ）
叶绿素a 叶绿素b 叶绿素c1 叶绿素c2 叶绿素d 叶绿素f 分子式 C55 H72 O5 N4 Mg C55 H70 O6 N4 Mg C35 H30 O5 N4 Mg C35 H28 O5 N4 Mg C54 H70 O6 N4 Mg C55 H70 O6 N4 Mg C2 团 -CH3 -CH3 -CH3 -CH3 -CH3 -CHO C3 团 -CH=CH2 -CH=CH2 -CH=CH2 -CH=CH2 -CHO -CH=CH2 C7 团 -CH3 -CHO -CH3 -CH3 -CH3 -CH3 C8 团 -CH2 CH3 -CH2 CH3 -CH2 CH3 -CH=CH2 -CH2 CH3 -CH2 CH3 C17 团 -CH2 CH2 COO-Phytyl -CH2 CH2 COO-Phytyl -CH=CHCOOH -CH=CHCOOH -CH2 CH2 COO-Phytyl -CH2 CH2 COO-Phytyl C17-C18 键 单键 单键 双键 双键 单键 单键 存在 普遍存在 陆生植物 与绿藻 、轮藻 等多种藻类 多种藻类 一些红藻 某些蓝藻
叶绿素a的结构 叶绿素b的结构 叶绿素d的结构 叶绿素c1的结构 叶绿素c2的结构 叶绿素f的结构
叶绿素a 、b 和d 的共有结构 叶绿素c1 和c2 的共有结构
紫罗兰 叶 片的绿色区域包含叶绿素而白色区域无叶绿素存在。将一片脱去淀粉 的紫罗兰叶片放在阳光下数小时之后用碘 试剂检测，可以发现只有叶片上绿色的区域变色而白色区域没有，也就是说只有绿色区域有淀粉存在。这显示了光合作用 在缺乏叶绿素的情况下无法进行，叶绿素存在是光合作用的必要条件。葉綠素 a 為主要進行光反應 的色素，故又稱主色素，其餘色素則可吸收光能傳遞給葉綠素 a 進行光反應，故葉綠素 b、類胡蘿蔔素及葉黃素等色素又稱輔助色素 。
叶绿素最早是由约瑟夫·比埃纳姆·卡文图和皮埃尔·约瑟夫·佩尔蒂埃于1817年分离并命名的。1906年，叶绿素中镁 的存在被发现，这是该元素在活组织中的首次检测。
在德国化学家理查德·威尔施塔特于1905年至1915年完成初步工作后，汉斯·费舍尔于1940年阐明了叶绿素a的一般结构。到1960年，当叶绿素a的大部分立体化学结构已知时，罗伯特·伯恩斯·伍德沃德发表了该分子的全合成。1967年，伊恩·弗莱明完成了最后剩下的立体化学阐明，1990年，伍德沃德和合著者发表了更新的合成。2010年，叶绿素f被宣布存在于蓝藻和其他形成叠层石的产氧微生物中。
