Biologi delijo vse življenje na Zemlji na tri področja: bakterije, arheje in evkarije. Bakterije in arheje so sestavljene iz posameznih celic, ki nimajo jedra in notranjih membran vezanih organelov. Evkarija so vsi organizmi, katerih celice vsebujejo jedro in druge notranje membrane, vezane organele. Evkarioti so znani tudi po tem, da imajo specializiran organel, imenovan mitohondriji. Mitohondriji so tako pogosta značilnost večine evkariontov, da mnogi ljudje spregledajo tistih nekaj evkariontov, ki nimajo mitohondrijev.
Posamezna evkariontska celica je sestavljena iz gelu podobne vodne citoplazme, v kateri globularna jedrska membrana zadržuje DNA, oddelki, vezani na membrano, pa ločujejo druga delovna področja celice. Skoraj vsi evkarionti vsebujejo organelo, imenovano mitohondrion. Mitohondriji vsebujejo lastno DNA in uporabljajo lastne stroje za sintezo beljakovin - popolnoma neodvisno od naprav preostale celice. Sprejeto stališče je, da je bakterija pred več sto milijoni let napadla arhej. Odnos se je razvil v simbiotski. Bakterije so danes znane kot mitohondriji, kombinacija pa se je razvila v večino znanih evkariontskih organizmov.
Mitohondriji so primarna mesta za proizvodnjo energije v večini evkariontskih celic. Ključnega pomena so za proces, imenovan aerobno celično dihanje. Celično dihanje je proces, pri katerem celice razdelijo organske molekule in energijo, ki jo pridobivajo, shranijo v molekulah, imenovanih adenozin trifosfat ali ATP. To lahko storimo brez kisika, v tem primeru se imenuje anaerobno dihanje. Če pa je prisoten kisik, lahko večina evkariontskih celic in nekatere prokariontske celice s postopkom aerobnega celičnega dihanja ustvarijo veliko več molekul ATP. Pri evkariontih ta proces poteka v mitohondrijih. Pri aerobnih prokariontih ta proces poteka na celični membrani.
Številne evkariontske celice dobijo glavnino energije iz glukoze. Prvi korak je razdelitev glukoze na dva enaka dela. Ta korak se imenuje glikoliza. Pojavi se glikoliza v citoplazmi in ustvarja malo energije za celico. Naslednji korak v proizvodnji energije je odvisen od določene vrste celice in trenutnega okolja znotraj celice. Če so ravni kisika nizke, lahko evkariontske celice spet padejo na anaerobno celično dihanje - natančneje, postopek imenovana fermentacija, ki s produkti glikolize proizvede malo več energije in pusti spojino, imenovano mlečno mleko kislina. Človeške mišične celice to storijo, kadar povpraševanje po energiji iz mišic presega hitrost vnosa kisika. Ko so prisotne zadostne količine kisika, ljudje in drugi evkariontski organizmi izkoristijo večje količina energije, ki jo lahko dobijo z uporabo produktov glikolize za dokončanje aerobnega dihanja v mitohondrije.
Eukarioti, ki uporabljajo kisik za optimizacijo proizvodnje energije, ne bi mogli preživeti, če bi jim odvzeli mitohondrije. Vendar obstajajo evkarionti, ki nimajo mitohondrijev, imenovani amitohondrijski evkarionti. Ker nimajo mitohondrijev za popolno aerobno dihanje, so vsi amitohondrijski evkarionti anaerobni. Na primer, črevesni parazit Giardia lamblia je anaeroben in nima mitohondrijev. Nekateri drugi amitohondrijati so Glugea plecoglossi, Trichomonas tenax, Cryptosporidium parvum in Entamoeba histolytica. Obstaja nekaj vprašanj glede izvora teh organizmov: ali so izgubili mitohondrije, ki so jih so že imeli ali so potomci najzgodnejših evkariontov pred fuzijo z mitohondrije? Predlagana so različna filogenetska razmerja med amitohondrijati in drugimi evkarionti, vendar trenutno ni enotne sprejete razlage.