Mitokondria merupakan sumber energi (powerhouse) dari sel berfungsi mengekstrak energi dari makanan. Mitokondria merupakan organel yang besar dalam sel dan menempati sekitar 25% volume sitoplasma.
Mitokondria mempunyai 2 lapisan membran, membran luar dan membran dalam. Membran luar mempunyai pori-pori yang memungkinkan molekul besar melewatinya. Membran dalam terdiri dari 80% protein dan 20% lemak dan menonjol ke dalam. Pada tonjolan ini (crista) terdapat banyak enzim-enzim oksidatuf fosforilase. Enzim ini berperan pada proses oksidasi glukosa dan lemak serta sintesa ATP dari ADP. Pada bagian dalam mitokondria (matriks)juga terdapat banyak enzim yang diperlukan untuk ekstraksi energi dari bahan-bahan makanan. Energi yang dilepaskan digunakan untuk sintesa ATP.
Asam piruvat dan asam lemak dan sebagian besar asam amino akan diubah menjadi asetil-Co A pada matrix mitokondria, dimana proses tersebut menjadi melalui siklus asam sitrat atau siklus Krebs. Pada siklus ini, asetil-Co A akan dipecah menjadi hidrogen dan karbon dioksida. Karbon dioksida akan keluar dari mitokhondria. Reaksi ini menghasilkan banyak energi yang digunakan untuk pembentukan ADP dan ATP. Poses ini sangat kompleks dan melibatkan enzim ATP sintetase.
Pada mitokhondria juga terdapat DNA, sama dengan yang terdapat pada inti sel. DNA ini mengatur kemampuan mitokhondria untuk mengadakan self replication bila aktivitas mitokhondria untuk menghasilkan energi meningkat.