Mitochondrium to organellum o wielkości od 2 do 9 mm i z reguły o owalnym kształcie. Otoczone jest dwoma błonami biologicznymi. Obie błony dzielą mitochondrium na dwa przedziały: dużą wewnętrzną przestrzeń nazwaną matriks (lub macierzą mitochondrialną) i wąską przestrzeń międzybłonową. Błony otaczające mitochondium różnią się od siebie. Błona zewnętrzna jest przepuszczalna dla większości jonów i substancji drobnocząsteczkowych, natomiast błona wewnętrzna jest dla jonów nieprzepuszczalna. Błona wewnętrzna jest silnie pofałdowana i tworzy grzebienie mitochondrialne, które zwiększają powierzchnię błony, natomiast błona zewnętrzna jest gładka. Na grzebieniach mitochondrialnych zachodzi proces oddychania komórkowego, w wyniku którego uzyskiwana jest energia. Genom mitochondrialny zawarty jest w kolistych cząsteczkach DNA umiejsciowionych w macierzy. W macierzy znajdują się także białka enzymatyczne oraz rybosomy.