Ћелије су основне компоненте живих организама. Две главне врсте ћелија су прокариотске и еукариотске ћелије. Еукариотске ћелије су везане мембраном органеле које обављају суштинске ћелијске функције. Митохондрије се сматрају "моћним силама" еукариотских ћелија. Шта значи рећи да су митохондрији произвођачи енергије ћелије? Ови органели стварају снагу претварањем енергије у облике које употребљиви за мобилни. Смештен у цитоплазма, митохондрије су места ћелијско дисање. Ћелијско дисање је процес који на крају ствара гориво за ћелијске активности из хране коју једемо. Митохондрији производе енергију потребну за извођење процеса као што су ћелијске деобе, раст и ћелијска смрт.
Митохондрије имају карактеристичан дугуљасти или овални облик и ограничене су двоструком мембраном. Унутрашња мембрана је савијена стварајући структуре познате као цристае. Митохондрије се налазе у оба животињске и биљне ћелије. Они се налазе у свима типови телесних ћелија, осим за зреле Црвена крвна зрнца. Број митохондрија у ћелији варира у зависности од типа и функције ћелије. Као што је споменуто, црвена крвна зрнца уопште не садрже митохондрије. Одсуство митохондрија и других органела у црвеним крвним ћелијама оставља простор милионима хемоглобинских молекула потребних за транспорт кисеоника по телу. Мишићне ћелије, с друге стране, могу садржавати хиљаде митохондрија потребних за обезбеђивање енергије потребне за мишићну активност. Митохондрије такође обилују
масне ћелије и јетра ћелије.Митохондрије имају своје ДНК, рибозоми и могу направити своје протеина. Митохондријска ДНК (мтДНА) кодира за протеине који су укључени у транспорт електрона и оксидативна фосфорилација која се јавља код ћелијског дисања. У оксидативној фосфорилацији, енергија у облику АТП-а се ствара унутар митохондријалне матрице. Протеини синтетизовани из мтДНА такође кодирају за производњу молекула РНА пренос РНА и рибосомална РНА.
Митохондријска ДНК се разликује од ДНК која се налази у ћелији језгро по томе што не поседује механизме поправке ДНК који помажу у спречавању мутације у нуклеарној ДНК. Као резултат, мтДНА има много већу стопу мутације од нуклеарне ДНК. Изложеност реактивног кисеоника настала током оксидативне фосфорилације такође оштећује мтДНА.
Митохондрије су ограничене двоструком мембраном. Свака од ових мембрана је а фосфолипид двослојни са уграђеним протеинима. Тхе спољна мембрана је глатка док унутрашња мембрана има много набора. Ти се набори називају цристае. Набори повећавају „продуктивност“ ћелијског дисања повећавајући површину површине. Унутар унутрашње митохондријске мембране се налази низ протеинских комплекса и молекула носача електрона, који формирају ланац транспорта електрона (ЕТЦ). ЕТЦ представља трећу фазу аеробног ћелијског дисања и фазу у којој се ствара велика већина АТП молекула. АТП је главни извор енергије у телу и ћелије га користе за обављање важних функција, као што су контракција мишића и подела ћелија.
Дупле мембране деле митохондриј на два различита дела: тхе интермембрански простор и тхе митохондријална матрица. Међемембрански простор је уски простор између спољне и унутрашње мембране, док је митохондријски матрикс подручје које је у потпуности затворено са унутрашњом мембраном. Тхе митохондријална матрица садржи митохондријску ДНК (мтДНА), рибосоме и ензиме. Неколико корака ћелијског дисања, укључујући и Циклус лимунске киселине и оксидативна фосфорилација настају у матриксу због високе концентрације ензима.
Митохондрије су полуаутономне по томе што само делимично зависе од ћелије да се реплицирају и расту. Имају сопствену ДНК, рибосоме, стварају сопствене протеине и имају одређену контролу над њиховом репродукцијом. Слично бактеријама, митохондрији имају кружну ДНК и умножавају се репродуктивним процесом званим бинарна фисија. Прије репликације, митохондрије се спајају заједно у процесу званом фузија. Фузија је потребна како би се одржала стабилност јер ће митохондрије без ње постати мање док се дијеле. Ове мање митохондрије нису у стању да произведу довољне количине енергије потребне за правилно функционисање ћелија.