Celler er de grundlæggende komponenter i levende organismer. De to hovedtyper af celler er prokaryote og eukaryote celler. Eukaryote celler har membranbundet organeller der udfører væsentlige cellefunktioner. Mitokondrier betragtes som "kraftcentre" for eukaryote celler. Hvad betyder det at sige, at mitokondrier er cellens strømproducenter? Disse organeller genererer kraft ved at konvertere energi til former, der kan bruges af celle. Beliggende i cytoplasma, mitokondrier er stederne for cellulær respiration. Cellulær åndedræt er en proces, der i sidste ende genererer brændstof til cellens aktiviteter fra de fødevarer, vi spiser. Mitochondria producerer den krævede energi til at udføre processer som f.eks celledeling, vækst og celledød.
Mitochondria har en markant aflang eller oval form og er afgrænset af en dobbelt membran. Den indre membran er foldet og skaber strukturer kendt som cristae. Mitochondria findes i begge dyre- og planteceller. De findes i alt legemscelletyperundtagen modne
røde blodlegemer. Antallet af mitokondrier i en celle varierer afhængigt af cellens type og funktion. Som nævnt indeholder røde blodlegemer overhovedet ikke mitokondrier. Fraværet af mitokondrier og andre organeller i røde blodlegemer giver plads til de millioner af hæmoglobinmolekyler, der er nødvendige for at transportere ilt gennem kroppen. Muskelceller kan på den anden side indeholde tusinder af mitokondrier, der er nødvendige for at give den energi, der kræves til muskelaktivitet. Mitochondria er også rigeligt i fedtceller og lever celler.Mitochondria har deres egne DNA, ribosomer og kan lave deres egne proteiner. Mitochondrial DNA (mtDNA) koder for proteiner, der er involveret i elektrontransport og oxidativ phosphorylering, der forekommer i cellulær respiration. Ved oxidativ phosphorylering genereres energi i form af ATP i den mitokondriske matrix. Proteiner syntetiseret fra mtDNA koder også til produktion af RNA-molekyler overfør RNA og ribosomalt RNA.
Mitochondrial DNA adskiller sig fra DNA, der findes i cellen kerne ved at den ikke har de DNA-reparationsmekanismer, der hjælper med at forhindre mutationer i nukleare DNA. Som et resultat har mtDNA en meget højere mutationsgrad end nuklear DNA. Eksponering for reaktivt ilt produceret under oxidativ fosforylering skader også mtDNA.
Mitochondria er afgrænset af en dobbelt membran. Hver af disse membraner er en phospholipid dobbeltlag med indlejrede proteiner. Det yderste membran er glat, mens indre membran har mange folder. Disse folder kaldes cristae. Foldene forbedrer "produktiviteten" af cellulær respiration ved at øge det tilgængelige overfladeareal. Inden i den indre mitokondrielle membran findes en række proteinkomplekser og elektronbærermolekyler, der danner elektrontransportkæde (ETC). ETC repræsenterer det tredje trin i aerob cellulær respiration og det trin, hvor langt de fleste ATP-molekyler genereres. ATP er kroppens vigtigste energikilde og bruges af celler til at udføre vigtige funktioner, såsom muskelsammentrækning og celledeling.
De dobbelte membraner opdeler mitokondrionen i to forskellige dele: intermembranrum og mitochondrial matrix. Intermembranrummet er det smalle rum mellem den ydre membran og den indre membran, mens den mitokondriske matrix er det område, der er helt lukket af den inderste membran. Det mitochondrial matrix indeholder mitochondrial DNA (mtDNA), ribosomer og enzymer. Flere af trinnene i cellulær respiration, herunder Citronsyrecyklus og oxidativ phosphorylering forekommer i matrixen på grund af dens høje koncentration af enzymer.
Mitochondria er semi-autonome, idet de kun delvist er afhængige af cellen for at replikere og vokse. De har deres eget DNA, ribosomer, fremstiller deres egne proteiner og har en vis kontrol over deres reproduktion. I lighed med bakterier har mitokondrier cirkulært DNA og replikeres ved en reproduktionsproces kaldet binær fission. Før replikation smelter mitokondrier sammen i en proces kaldet fusion. Fusion er nødvendig for at opretholde stabilitet, da mitokondrier uden det bliver mindre, når de opdeles. Disse mindre mitokondrier er ikke i stand til at producere tilstrækkelige mængder energi, der kræves til korrekt cellefunktion.