绿色植物的主要色素。它在绿色植物合成中起着极为重要的作用。植物在利用空气中的二氧化碳合成碳水化合物时要吸收光能。在这个复杂的合成过程中，第一步必须经过植物中的叶绿素接收光能，然后转移到适当分子中的适当部位，作为化学能使用。
叶绿素a和叶绿素b的结构式如下：
各种不同的叶绿素在结构上具有一个共同的特点，它们均含有一个由四个吡咯环连成的一个平的大环，中间与一个Mg2+结合，不同的叶绿素在吡咯环上含有不同的取代基团。分子中的植醇部分以酯的形式与分子结合。植醇的长烃链可以使它变为脂溶性。用色谱法可将叶绿素分为叶绿素a和叶绿素b两种化合物。在高等植物中二者的比例相当恒定，约3:1，在某些藻类中则前者要高得多，甚至后者不存在，有些还含有叶绿素c和d。
叶绿素a的分子式C55H72MgN4O5为蜡状的蓝黑色微细结晶，熔点150～153°C比旋光度[]厙-262°(丙酮)溶于一般脂溶剂，微溶于冷甲醇。叶绿素b的分子式为C55H70MgN4O6为蜡状的蓝黑色结晶熔点120～130°C，[]厙-267°（丙酮－甲醇）易溶于脂溶剂和绝对酒精。叶绿素的分子复杂，其结构的测定和合成经历了数十年的艰苦工作，这是有机化学的一件大事。
叶绿素用草酸处理，可得无镁的脱镁叶绿素，再引入镁可转回成叶绿素。用强酸除去植醇和镁则得脱镁叶绿酸，植醇也可重新引入。水解则除去植醇和甲醇，得叶绿酸。
叶绿素用于肥皂、矿油、蜡和精油的着色。用碱皂化除去植醇得到的水溶产物，用于食品、糖果、饮料、牙膏等。
植物叶子呈现的颜色是叶子中各种色素的综合表现。其中主要是绿色的叶绿素和黄色的类胡萝卜素之间的比例。一般来说，正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素的分子比例约为4∶1，叶绿素a与叶绿素b的比约为3∶1，叶黄素与胡萝卜素之比约2∶1，由于叶绿素比黄色的类胡萝卜素多，所以正常的叶子总是呈绿色。
秋天，因低温、紫外线强烈等外界因素和叶片衰老等内部因素，叶绿素的合成速度低于分解的速度，叶绿素含量相对减少，而类胡萝卜素分子比较稳定，不易破坏。所以叶片逐渐呈现类胡萝卜素的颜色——黄色。
至于红叶，是因为秋天降温，体内积累较多的糖分以适应寒冷，体内可溶性糖多了，就形成了较多的花色素，同时秋天叶子内的pH值改变，叶内呈现酸性，使花色素表现出红色。
