Sử dụng kính hiển vi quang học quan sát sắc lạp, ta có thể phát hiện những đặc điểm khác nhau và dựa vào đó để phân loại chúng thành bốn loại chính. Loại thứ nhất bao gồm chất nền stroma thấm protein và những hạt nội chất lơ lửng. Loại thứ hai tạo ra từ các tinh thể protein và những hạt sắc tố vô định hình. Loại thứ ba gồm có protein và sắc tố kết tinh. Còn loại thứ tư chỉ là một dạng sắc lạp chứa các tinh thể đơn thuần. Với kính hiển vi điện tử, ta thậm chí có thể nhận biết được nhiều điều hơn, cho phép khám phá những cấu trúc nền móng bên trong như các giọt lỏng, tinh thể, màng, chuỗi sợi và ống dẫn. Những kết cấu nền móng này trong sắc lạp lại không thể tìm thấy trong những lạp thể trưởng thành mà nó phát sinh từ đó.[2]

Sự hiện diện, tần số cũng như những khám phá về cấu trúc nền móng sắc lạp sử dụng kính hiển vi điện tử đã dẫn đến một hệ thống phân loại cao hơn, chia sắc lạp thành năm nhóm chính: sắc lạp giọt lỏng, sắc lạp tinh thể, sắc lạp chuỗi sợi, sắc lạp ống dẫn và sắc lạp màng.[2] Bên cạnh đó, người ta còn phát hiện những loại khác nhau của sắc lạp có thể chung sống trong cùng một cơ quan xác định.[3] Sắc lạp trong quả xoài thuộc nhóm sắc lạp giọt lỏng, còn củ cà rốt lại là sắc lạp tinh thể.[4]

Mặc dù một số sắc lạp dễ dàng phân loại, nhưng thực tế vẫn tồn tại những loại sắc lạp khác nhau mang những đặc tính từ nhiều nhóm khiến cho chúng khó khăn hơn trong việc phân định. Sắc lạp cà chua tích lũy carotenoid phần lớn dưới dạng tinh thể lycopene định vị trên những cấu trúc tấm màng, do đó loại sắc lạp này có thể thuộc cả hai nhóm tinh thể lẫn màng.[3]