A principal função das mitocôndrias é a produção de ATP através da respiração celular. Outras funções das mitocôndrias incluem produção de calor, morte celular programada, regulação da atividade metabólica em uma célula e armazenamento de cálcio.
Quando as mitocôndrias produzem ATP, elas produzem energia. A mitocôndria pega os nutrientes de uma célula e os transfere em energia na forma de ATP. O ATP é o que transporta energia química por toda a célula para que ela opere adequadamente. Quanto mais energia uma célula precisa, mais mitocôndrias ela terá. Se uma célula requer mais energia do que está disponível, ela tem a capacidade de criar mais mitocôndrias conforme necessário. As mitocôndrias ainda têm a capacidade de se combinarem para formar mitocôndrias maiores. Algumas células, como os glóbulos vermelhos, não terão mitocôndrias, enquanto outras células conterão centenas.
Apenas células eucarióticas (vegetais e animais) contêm mitocôndrias e, portanto, são organelas ligadas por membrana contendo uma membrana externa e uma interna. Uma característica interessante das mitocôndrias é que elas contêm seu próprio DNA localizado fora do núcleo. Isso é o que dá às mitocôndrias a capacidade de se duplicar autonomamente a partir da célula e, portanto, produzir mais de si mesmas quando mais energia é necessária.