El nombre de mitocondris depèn de l’espècie, de l’estat funcional i de les condicions de vida de la cèl·lula. L’origen és discutit, però coexisteixen dues teories: per formació de novo a la matriu citoplasmàtica (no demostrada) o per bipartició o replegament de la membrana nuclear, de la membrana plasmàtica, del reticle endoplasmàtic o de l’aparell de Golgi. L’observació al microscopi electrònic ha revelat una estructura complexa: l’embolcall extern és format per un full extern i un d’intern, separats per un espai d’uns 90Å, cadascun dels quals té l’estructura de doble membrana, semblant a la membrana plasmàtica, de natura fosfoglucoproteica. El full intern s’invagina en nombrosos llocs i forma cloendes incompletes, anomenades crestes, que penetren profundament a la matriu mitocondrial, i les parets dels quals presenten granulacions abundants.
L’activitat metabòlica dels mitocondris és molt variada. Mitjançant tècniques de centrifugació i fraccionament hom ha identificat diversos sistemes enzimàtics: els del cicle de Krebs, els de la cadena respiratòria, els de la fosforilació oxidativa, els de l'oxidació dels àcids grassos, etc. També hi ha ARN i, en menys quantitat, ADN, que hom creu que poden constituir un sistema genètic autònom respecte al nuclear, fins i tot regulant la multiplicació dels mitocondris. Els mitocondris foren descoberts per C. Benda l’any 1897, foren aïllats per A. Claude i R. Bensley l’any 1945 i foren observats l’any 1952 per G.E. Palade, en talls finíssims, amb el microscopi electrònic.