DNA mitocondrial é o DNA que está presente dentro da mitocôndria de uma célula. O DNA mitocondrial não faz parte do DNA encontrado nos cromossomos celulares.
O DNA mitocondrial possui 37 genes essenciais para a função normal. Treze desses genes estão envolvidos na fosforilação oxidativa. O restante dos genes está envolvido na produção de moléculas de RNA de transferência e RNA ribossômico. Essas moléculas de RNA estão quimicamente relacionadas ao DNA e ajudam a construir aminoácidos, ou blocos de construção de proteínas, em proteínas funcionais.
As mitocôndrias, localizadas no citoplasma de uma célula, convertem a energia dos alimentos em uma substância que as células podem usar. O processo de produção de energia é chamado de fosforilação oxidativa e cria trifosfato de adenosina, que é a principal fonte de energia da célula. As células contêm de centenas a milhares de mitocôndrias.