นักชีววิทยาแบ่งสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกออกเป็นสามโดเมน: แบคทีเรีย อาร์เคีย และยูคาริยา แบคทีเรียและอาร์เคียประกอบด้วยเซลล์เดี่ยวที่ไม่มีนิวเคลียสและไม่มีออร์แกเนลล์ที่จับกับเมมเบรนภายใน ยูคาเรียเป็นสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่มีนิวเคลียสและออร์แกเนลล์ที่จับกับเมมเบรนภายใน ยูคาริโอตยังเป็นที่รู้จักเนื่องจากมีออร์แกเนลล์พิเศษที่เรียกว่าไมโตคอนเดรีย ไมโทคอนเดรียเป็นลักษณะทั่วไปของยูคาริโอตส่วนใหญ่ที่หลายคนมองข้ามยูคาริโอตบางตัวที่ไม่มีไมโตคอนเดรีย
เซลล์ยูคาริโอตเพียงเซลล์เดียวประกอบด้วยไซโตพลาสซึมที่มีน้ำคล้ายเจล ซึ่งเยื่อหุ้มนิวเคลียสทรงกลมเก็บ DNA และส่วนที่ยึดด้วยเมมเบรนจะแยกส่วนการทำงานอื่นๆ ของเซลล์ ยูคาริโอตเกือบทั้งหมดมีออร์แกเนลล์ที่เรียกว่าไมโตคอนเดรีย ไมโตคอนเดรียมี DNA ของตัวเองและใช้เครื่องจักรสังเคราะห์โปรตีนของตัวเอง โดยไม่ขึ้นกับกลไกของเซลล์ที่เหลือ ทัศนะ ที่ ยอม รับ คือ แบคทีเรีย ได้ บุกรุก ชาว โบราณ เมื่อ หลาย ร้อย ล้าน ปี ที่ แล้ว. ความสัมพันธ์พัฒนาไปสู่ความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกัน แบคทีเรียนี้รู้จักกันในชื่อไมโตคอนเดรีย และการรวมตัวได้พัฒนาไปสู่สิ่งมีชีวิตที่เป็นยูคาริโอตส่วนใหญ่ที่รู้จัก
ไมโทคอนเดรียเป็นแหล่งสร้างพลังงานหลักในเซลล์ยูคาริโอตส่วนใหญ่ สิ่งเหล่านี้มีความสำคัญต่อกระบวนการที่เรียกว่าการหายใจระดับเซลล์แบบแอโรบิก การหายใจระดับเซลล์เป็นกระบวนการที่เซลล์แยกโมเลกุลอินทรีย์และเก็บพลังงานที่ดึงออกมาในโมเลกุลที่เรียกว่าอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต หรือเอทีพี สามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้ออกซิเจน ซึ่งในกรณีนี้เรียกว่าการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน แต่ถ้ามีออกซิเจน เซลล์ยูคาริโอตส่วนใหญ่และเซลล์โปรคาริโอตบางเซลล์สามารถสร้างโมเลกุล ATP ได้มากขึ้นโดยใช้กระบวนการหายใจในเซลล์แบบแอโรบิก ในยูคาริโอต กระบวนการนี้เกิดขึ้นภายในไมโตคอนเดรีย ในโปรคาริโอตแอโรบิก กระบวนการนี้เกิดขึ้นที่เยื่อหุ้มเซลล์
เซลล์ยูคาริโอตจำนวนมากได้รับพลังงานจำนวนมากจากกลูโคส ขั้นตอนแรกคือการแยกกลูโคสออกเป็นสองส่วนเท่าๆ กัน ขั้นตอนนั้นเรียกว่าไกลโคไลซิส ไกลโคไลซิสเกิดขึ้น ในไซโตพลาสซึมและสร้างพลังงานเล็กน้อยให้กับเซลล์ ขั้นตอนต่อไปในการผลิตพลังงานขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์ที่เฉพาะเจาะจงและสภาพแวดล้อมภายในเซลล์ชั่วขณะ หากระดับออกซิเจนต่ำ เซลล์ยูคาริโอตอาจถอยกลับไปในการหายใจระดับเซลล์แบบไม่ใช้ออกซิเจน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กระบวนการ เรียกว่า fermentation ซึ่งใช้ผลิตภัณฑ์ของ glycolysis ในการผลิตพลังงานเพิ่มขึ้นเล็กน้อย และทิ้งสารประกอบที่เรียกว่า lactic กรด. เซลล์กล้ามเนื้อของมนุษย์ทำเช่นนี้เมื่อความต้องการพลังงานจากกล้ามเนื้อมีมากกว่าอัตราการรับออกซิเจน เมื่อมีระดับออกซิเจนเพียงพอ มนุษย์และสิ่งมีชีวิตที่มียูคาริโอตอื่น ๆ จะใช้ประโยชน์จากสิ่งที่มากกว่า ปริมาณพลังงานที่พวกมันจะได้รับจากการใช้ผลิตภัณฑ์ของไกลโคไลซิสเพื่อทำให้การหายใจแบบใช้ออกซิเจนสมบูรณ์ใน ไมโตคอนเดรีย
ยูคาริโอตที่ใช้ออกซิเจนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตพลังงานจะไม่สามารถอยู่รอดได้หากไมโทคอนเดรียถูกกำจัดออกไป แต่มียูคาริโอตที่ไม่มีไมโตคอนเดรียเรียกว่ายูคาริโอตอะมิโตคอนเดรีย เนื่องจากพวกมันไม่มีไมโตคอนเดรียที่จะทำให้การหายใจแบบใช้ออกซิเจนสมบูรณ์ ยูคาริโอตจากอะมิโตคอนเดรียจึงเป็นแบบไม่ใช้ออกซิเจน ตัวอย่างเช่น ปรสิตในลำไส้ Giardia lamblia เป็นแบบไม่ใช้ออกซิเจนและไม่มีไมโตคอนเดรีย อะมิโตคอนเดรียอื่นๆ ได้แก่ Glugea plecoglossi, Trichomonas tenax, Cryptosporidium parvum และ Entamoeba histolytica มีคำถามบางอย่างเกี่ยวกับที่มาของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้: พวกเขาสูญเสียไมโตคอนเดรียหรือไม่? เคยมีหรือว่าเป็นลูกหลานของยูคาริโอตที่เก่าที่สุดก่อนที่จะหลอมรวมกับ ไมโทคอนเดรีย? มีการเสนอความสัมพันธ์ทางสายวิวัฒนาการที่แตกต่างกันระหว่างอะมิโตคอนเดรียและยูคาริโอตอื่น ๆ แต่ยังไม่มีคำอธิบายใดที่ยอมรับได้ในขณะนี้
