O compartimento delimitado pela membrana interna se chama matriz e contem proteínas, ribossomos e DNA mitocondrial.

O DNA mitocondrial está sujeito a modificações por mutações e também por recombinações gênicas.

Possui duas membranas de fosfolipídios, uma externa lisa e outra interna que forma cristas.

O DNA mitocondrial é de grande interesse para a prática forense já que tem um padrão de herança materna, sendo assim temos identidade com nossos irmãos e parentes próximos pela linhagem materna.

A mitocôndria é responsável por muitos processos catabólicos fundamentais para a obtenção de energia para a célula, como a β-oxidação de ácidos graxos, o Ciclo de Krebs e a Cadeia respiratória.