線粒體是雙層膜結構，內膜向內腔折疊形成嵴，嵴的形成增加了細胞內的膜面積。內膜和嵴上有基粒，基粒線粒體中有合成ATP的結構。線粒體的內膜中蛋白質的含量比外膜多得多，完成有氧呼吸第三階段過程的所有的酶都分布在內膜上。第二階段的酶在線粒體基質中。

線粒體是動植物細胞中都具有的細胞器，它與細胞的能量代謝有關。但原核生物(細菌和藍藻）中沒有線粒體。線粒體是有氧呼吸的主要場所，它的主要使命是為各種生命活動提供能量，所以在能量代謝旺盛的細胞中，線粒體的數量就比較多，如心肌細胞與骨骼肌細胞相比較，心肌細胞消耗的能量比骨骼肌細胞多，所以心肌細胞中的線粒體數量比骨骼肌多，而且每個線粒體中峪的數量也比骨骼肌中多。在線粒體中有少量的DNA和RNA，線粒體在細胞中可以進行自我增殖，如細胞從低能量代謝轉到高能量代謝時，線粒體的數量就會增加，所以線粒體在遺傳上不完全依賴于細胞核，有一定獨立性。