Bioloogid jagavad kogu Maa elu kolmeks valdkonnaks: bakterid, arheed ja eukarjad. Bakterid ja arheed koosnevad üksikutest rakkudest, millel puudub tuum ja sisemembraaniga seotud organellid. Eukarjad on kõik organismid, mille rakkudes on tuum ja muud sisemembraaniga seotud organellid. Eukarüootid on tuntud ka spetsiaalse organelli nimega mitokondrid. Mitokondrid on enamiku eukarüootide nii tavaline omadus, et paljud inimesed jätavad tähelepanuta need vähesed eukarüoodid, millel mitokondrid puuduvad.
Üksik eukarüootne rakk koosneb geelilaadsest tsütoplasma vesilahusest, milles kerakujuline tuumamembraan hoiab DNA-d, ja membraaniga seotud kambrid eraldavad raku teisi tööpiirkondi. Peaaegu kõikides eukarüootides on mitokondrioniks nimetatud organell. Mitokondrid sisaldavad oma DNA-d ja kasutavad oma valgusünteesi masinaid - täiesti sõltumatud ülejäänud raku masinatest. Aktsepteeritud on seisukoht, et bakter tungis arheesse sadu miljoneid aastaid tagasi. Suhtest arenes sümbiootiline suhe. Baktereid tuntakse nüüd mitokondritena ja nende kombinatsioonist arenesid enamus teadaolevaid eukarüootseid organisme.
Mitokondrid on enamikus eukarüootsetes rakkudes peamised energiat tootvad kohad. Nad on kriitilised protsessis, mida nimetatakse aeroobseks rakuhingamiseks. Rakuhingamine on protsess, mille käigus rakud jagavad orgaanilisi molekule ja säilitavad ekstraheeritud energia molekulides, mida nimetatakse adenosiinitrifosfaadiks ehk ATP-ks. Seda saab teha ilma hapnikuta, sel juhul nimetatakse seda anaeroobseks hingamiseks. Kuid hapniku olemasolu korral võivad enamik eukarüootsed rakud ja mõned prokarüootsed rakud aeroobse rakuhingamise abil genereerida palju rohkem ATP molekule. Eukarüootides toimub see protsess mitokondrites. Aeroobsetes prokarüootides toimub see protsess rakumembraanil.
Paljud eukarüootsed rakud saavad suurema osa energiast glükoosist. Esimene samm on jagada glükoos kaheks võrdseks osaks. Seda etappi nimetatakse glükolüüsiks. Tekib glükolüüs tsütoplasmas ja see tekitab rakule natuke energiat. Energiatootmise järgmine etapp sõltub raku konkreetsest tüübist ja raku sees olevast hetkekeskkonnast. Kui hapniku tase on madal, võivad eukarüootsed rakud langeda tagasi anaeroobse rakuhingamise peale - täpsemalt protsess nimetatakse fermentatsiooniks, mis kasutab glükolüüsi saadusi, et toota natuke rohkem energiat ja jätab ühendi, mida nimetatakse piimhappeks hape. Inimese lihasrakud teevad seda siis, kui energiavajadus lihastest ületab hapniku sissevõtmise kiiruse. Piisava hapniku taseme olemasolul kasutavad inimesed ja teised eukarüootsed organismid suuremat - energiakogus, mida nad saavad glükolüüsi produktide kasutamisest aeroobse hingamise lõpuleviimiseks mitokondrid.
Eukarüoodid, kes kasutavad energia tootmise optimeerimiseks hapnikku, ei saaks ellu jääda, kui nende mitokondrid ära võetakse. Kuid on olemas eukarüoote, millel pole mitokondreid, mida nimetatakse amitokondriaatrilisteks eukarüootideks. Kuna neil pole aeroobse hingamise lõpuleviimiseks mitokondreid, on kõik amitokondrite eukarüoodid anaeroobsed. Sooleparasiit Giardia lamblia on näiteks anaeroobne ja tal pole mitokondreid. Mõned teised amitokondraadid on Glugea plecoglossi, Trichomonas tenax, Cryptosporidium parvum ja Entamoeba histolytica. Nende organismide päritolu kohta on mõned küsimused: kas nad kaotasid mitokondrid, mida nad kaotasid kunagi olnud või on nad varasemate eukarüootide järeltulijad enne sulandumist mitokondrid? Amitokondriaatide ja teiste eukarüootide vahel on pakutud erinevaid fülogeneetilisi seoseid, kuid praegu pole ühtset aktsepteeritud seletust.