Автономія мітохондрій і хлоропластів полягає в тому, що вони мають власний генетичний матеріал (ДНК) і можуть самостійно реплікуватися і функціонувати в клітині незалежно від ядра. Це дає їм можливість використовувати та переробляти енергію для клітинних процесів без залучення ядерних генів. Автономія мітохондрій і хлоропластів є одним з ключових механізмів клітинного дихання та фотосинтезу, відповідно.