线粒体是一种圆形至椭圆形的细胞器，存在于几乎所有真核生物的细胞中。它通过一系列化学反应为细胞产生ATP。
电子显微镜观察到的来自哺乳动物肺组织的两个线粒体
线粒体被称为“细胞的发电站”，它产生细胞生存和发挥功能所必需的能量。通过一系列化学反应，线粒体将葡萄糖分解成一种称为三磷酸腺苷(ATP) 的能量分子，用于为各种其他细胞过程提供燃料。除了产生能量外，线粒体还储存 用于细胞信号传导的钙 、产生热量，并参与细胞生长和死亡
透射电子显微照片显示人体横纹肌纤维部分收缩。宽红色带包含肌动蛋白和肌球蛋白丝，而线粒体（绿色）提供肌肉收缩所需的能量。
尺寸与形态：
线粒体直径一般为0.5-1.0μm，长1.5-3.0μm，在光学显微镜下可见。在动物细胞中，线粒体大小和细胞代谢水平相关。不同组织在不同条件下可能产生体积异常膨大的线粒体，称为“巨线粒体”（megamitochondria）：胰脏外分泌细胞中可长达10-20μm；神经元胞体中的线粒体尺寸差异很大，有的也可能长达10μm；人类成纤维细胞的线粒体则更长，可达40μm。
线粒体一般呈短棒状或圆球状，但因生物种类和生理状态而异，还可呈环状、线状、哑铃状、分杈状、扁盘状或其它形状。成型蛋白（shape-forming protein）介导线粒体以不同方式与周围的细胞骨架接触或在线粒体的两层膜间形成不同的连接可能是线粒体在不同细胞中呈现出不同形态的原因。
线粒体分布方向与微管一致，通常分布在细胞功能旺盛的区域：如在肾脏细胞中靠近微血管，呈平行或栅状排列；在肠表皮细胞中呈两极分布，集中在顶端和基部；在精子中分布在鞭毛中区。在卵母细胞体外培养中，随着细胞逐渐成熟，线粒体会由在细胞周边分布发展成均匀分布。线粒体在细胞质中能以微管为导轨、由马达蛋白提供动力向功能旺盛的区域迁移。结构：
线粒体由外至内可划分为线粒体外膜（OMM）、线粒体膜间隙、线粒体内膜（IMM）和线粒体基质四个功能区。处于线粒体外侧的膜彼此平行，都是典型的单位膜。其中，线粒体外膜较光滑，起细胞器界膜的作用；线粒体内膜则向内皱褶形成线粒体嵴，负担更多的生化反应。这两层膜将线粒体分出两个区室，位于两层线粒体膜之间的是线粒体膜间隙，被线粒体内膜包裹的是线粒体基质。线粒体约有15～50％蛋白质分布在基质和膜间腔内，其余都结合在膜上。各种细胞的线粒体内部结构既有共同性，又有特异性和变异性。嵴一般呈片状，在原生动物和一些植物中呈管状，也有的嵴分支形成网状。嵴的数目也有很大差别。一般需要能量较多的细胞不仅线粒体数目较多，而且每个线粒体所含嵴的密度也较大；反之则两者的数量都较少。
人体内的细胞是一个生存于体液环境中的有机生命体。人类体内共有60万亿个细胞，每一个细胞如同一个化学加工厂，每时每刻都在生产人体细胞必需的氨基酸、肽、蛋白及各种维生素等，确保细胞的正常代谢，维持我们的生命。
食物在人体内的消化系统内被分解成葡萄糖等小分子物质后被吸收；通过血液运送到身体的细胞外液，通过细胞外液和内液的交换作用，进入细胞；细胞内的线粒体将这些小分子物质转化成一种共同的产物乙酰COA，然后进入柠檬酸循环（或称为三羧酸循环，TCA循环）。
在这个循环中，利用柠檬酸循环系统脱氢酶的作用，提取食物（水）中的氢原子，制成H+和H-，在这个过程中H-与NAD+结合制造出NADHH，同时将电子“e”提供给埋藏在线粒体内膜的电子传递链。
电子传递链，也叫呼吸链，是由一系列的递氢反应和递电子反应按一定的顺序排列所组成的连续反应体系，它将代谢物脱下的成对氢原子交给氧生成水，同时将电子“e”提供给埋藏在线粒体内膜的电子传递链，并使ATP合成酶发生作用；
