Les principales preuves de l'endosymbiose sont les similitudes entre les mitochondries, les chloroplastes et les bactéries, y compris leur taille, leur structure, leur ADN circulaire et leur capacité à se reproduire indépendamment de la cellule hôte. De plus, des études ont montré que les mitochondries et les chloroplastes ont des gènes distincts de ceux de leurs hôtes, suggérant une origine bactérienne.