Về mặt tiến hóa, sự xuất hiện của diệp lục đánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong lịch sử sự sống. Khi các sinh vật quang hợp đầu tiên xuất hiện và bắt đầu sử dụng diệp lục để khai thác năng lượng ánh sáng, chúng đã tạo ra oxy như một sản phẩm phụ. Sự tích tụ oxy trong khí quyển cổ đại đã dẫn đến “thảm họa oxy”, gây tuyệt chủng nhiều sinh vật kỵ khí nhưng đồng thời mở đường cho sự tiến hóa của các sinh vật hiếu khí phức tạp hơn. Nhờ diệp lục, năng lượng mặt trời được chuyển hóa và lưu trữ, tạo nền tảng cho các chuỗi thức ăn và hệ sinh thái phức tạp. Có thể nói, diệp lục không chỉ là một phân tử hóa học mà còn là nhân tố định hình tiến trình tiến hóa của sự sống trên hành tinh này.
