叶绿体基质里面含有各种无机盐和其他的一些有机物，如糖类，ATP和蛋白质等，其中最重要的是与光合作用暗反应有关的酶和少量的DNA线粒体基质内膜和嵴包围着的线粒体内部空间，含有很多蛋白质和脂类，催化三羧酸循环中脂肪酸和丙酮酸氧化的酶类，也都存在于基质中.此外，还含有线粒体DNA、线粒体核糖体、tRNAs、rRNAs以及线粒体基因表达的各种酶.基质中的标志酶是苹果酸脱氢酶.