Строение митохондрий единообразно. Митохондрии образованы двумя мембранами, наружной гладкой и внутренней складчатой мембраной. Мембраны митохондрий имеют разный липидобелковый состав и толщину, мембраны разделены между собой некоторым промежутком.
Внутренняя мембрана образует складки, глубоко входящие внутрь митохондрии, которые называются кристами. На их поверхности и в основном веществе митохондрий - матриксе содержатся ферменты и ферментные комплексы, они окисляют сахара, липиды и некоторые другие вещества до углекислоты и воды с одновременным синтезом молекул АТФ аденозинтрифосфата.
АТФ универсальный аккумулятор свободной химической энергии, используемой во всех внутриклеточных процессах.
В матриксе митохондрий обнаружены кольцевая макромолекула ДНК и мелкие рибосомы. Митохондрии способны к самостоятельному биосинтезу некоторых белков. Однако большая часть белков для митохондрий синтезируется в эндоплазматической сети.