Ökaryotik hücrelerin mitokondri hücresel solunum bölgeleri ve basamakların çoğunun gerçekleştiği yerlerdir. Hücresel solunum, hücrenin enerji para birimi olan adenosin trifosfat oluşturmak üzere kimyasal glikoz bağlarında (gıdadan elde edilen) depolanan enerjinin serbest bırakılmasını sağlar.
Hücresel solunum birçok adımda gerçekleşir. Glikoz ilk önce sitoplazmada daha küçük piruvat moleküllerine ayrılır. Bu adımdan sonra, hücre oksijene sahip değilse, piruvat, laktatın salınması için bir anaerobik işlemde mayalanır. Oksijen varlığında, mitokondride aerobik solunum gerçekleşir.
Piruvat, Krebs çevrimi olarak da bilinen trikarboksilik asit döngüsüne ilk girdiği mitokondriye taşınır. Piruvat, asetil CoA'ya oksitlenir, bu daha sonra TCA döngüsüne girer; bu, bir ATP molekülü ve üç NADH veya indirgenmiş nikotinamid dinükleotit molekülleri üretilmesine neden olur. TCA döngüsü, ATP üretimi için önemli bir kaynak değildir.
Üretilen NADH daha sonra mitokondrinin kıvrılmış zarları boyunca elektron taşınımı boyunca çevrilir. NADH'nin NAD + 'a oksidasyonu ATP üretimine izin verir. Hücresel solunum sırasında üretilen ATP'nin çoğu, elektron taşıma fazı sırasında üretilir.Mitokondri tüm canlı ökaryotik hücrelerde bulunur. Yağ hücreleri ve kas hücreleri gibi bazı hücreler daha fazla mitokondriya sahip olabilir, çünkü ya enerji depolarlar ya da hareket etmek ve çalışmak için hızlı bir şekilde yanıt vermeleri gerekir.