Trong các plastome đã được nghiên cứu, thì nói chung mỗi plastome gồm khoảng 100 gen.[16][17] Các gen này mã hóa chủ yếu các prôtêin vi ống và các enzym quang hợp ngay trong lục lạp. Giống như sinh vật nhân sơ, các gen ở đây được tổ chức thành các operon,[17] và điểm này là một trong các bằng chứng của thuyết nội cộng sinh về nguồn gốc lục lạp.
Nhiều loài thực vật trên cạn có plastome khá giống nhau, trong đó cùng có các gen mã hóa cho 4 rRNA, khoảng 30 tRNA, 21 prôtêin của ribosome và 4 tiểu đơn vị RNA polymeraza.[18][19] Phục vụ trực tiếp cho quang hợp, trong plastome có các gen mã hoá 28 prôtêin của màng tylacôit (màng lục lạp) và tiểu đơn vị RUBISCO (Ribulose-1,5-diphosphate carboxylase oxygenase) lớn.[18] Ngoài ra, còn có các gen mã hóa 11 tiểu đơn vị của phức hợp prôtêin trung gian trong các phản ứng ôxi hóa khử để tái chế các điện tử trong quang hợp,[20] tương tự như NADH dehydrogenase trong ty thể.[18][21]
Tuy có nguồn gốc nội cộng sinh, nhưng plastome ở cây xanh có số lượng ít hơn hẳn "tổ tiên" của nó: mỗi plastome hiện có khoảng 60 - 100 gen, trong khi vi khuẩn lam thường có tới hơn 1500 gen.[22] Hiện tượng này được giải thích là phần lớn gen tổ tiên đã sáp nhập vào bộ gen ở nhân trong quá trình chuyển gen nội sinh (endosymbiotic gene transfer) nhiều lần, kéo dài qua nhiều triệu năm tiến hoá.[16][23][24][25] Ở cây trên cạn, khoảng 11 - 14% DNA trong nhân đã được xác minh là có nguồn gốc từ plastome chuyển vào, thậm chí ở chi Arabidopsis có tới 18% - tức là ứng với khoảng 4.500 gen cấu trúc.[26][27]
