Dalam kloroplas, tilakoid tertanam dalam stroma (bagian dalam kloroplas). Stroma mengandung ribosom, enzim, dan DNA kloroplas. Tilakoid terdiri dari membran tilakoid dan daerah tertutup yang disebut lumen tilakoid. Tumpukan tilakoid membentuk sekelompok struktur mirip koin yang disebut granum. Kloroplas mengandung beberapa struktur ini, yang secara kolektif dikenal sebagai grana.
Tumbuhan tingkat tinggi secara khusus mengatur tylakoid di mana setiap kloroplas memiliki 10-100 grana yang saling terhubung oleh stroma tilakoid. Stroma tilakoid dapat dianggap sebagai terowongan yang menghubungkan grana. Grana tilakoid dan stroma tilakoid mengandung protein yang berbeda.