Mitokondria dalam banyak hal mirip dengan bakteri. Diperkirakan bahwa mitokondria berasal dari bakteri, yang ditelan oleh sel. Bakteri kuno ini akan mendapat manfaat dari nutrisi dan lingkungan pelindung yang disediakan oleh sel, sementara sel dibantu oleh bakteri yang mencerna nutrisi dan menyediakan energi untuk fungsi sel.

Mitokondria, seperti halnya bakteri, mengandung DNA sirkular, sedangkan sel manusia memiliki DNA linier. Beberapa gen mitokondria juga identik atau mirip dengan gen DNA bakteri. Membran dalam mitokondria mirip dengan membran luar bakteri, dan dalam kedua kasus berfungsi dalam transportasi elektron dan produksi energi.

Struktur Mitokondria terdiri dari dua membran, membran luar dan membran dalam. Membran luarnya halus dan dipenuhi saluran yang memungkinkan molekul kecil mengalir masuk dan keluar secara bebas dari sitosol sel manusia. Membran bagian dalam penuh dengan lipatan dalam yang dalam, atau krista, dan tidak dapat ditembus oleh sebagian besar molekul.

Ciri yang tidak biasa dari membran ini adalah kandungan proteinnya yang tinggi, setidaknya 70 persen dari membran. Banyak protein dari membran dalam yang terlibat dalam produksi energi. Membran bagian dalam terlipat membungkus ruang, yang disebut matriks mitokondria. Matriks tersebut mengandung DNA sirkular, produk genetik lain, dan enzim yang membantu menghasilkan energi.