線粒體 mitochondrion， pl．mitochondria 除細菌和藍藻中不存在之外，在所有動植物（真核生物）的細胞質中均可見到。它是寬約0.5微米的線狀和顆粒狀的細胞器（希臘語mito=線，chondr－on=粒），其主要功能為呼吸。每個細胞中線粒體的數目因不同細胞而異，在一個肝細胞中約有2500個，一個植物細胞中有100—200個。線粒體含有高濃度的磷脂質和蛋白質，由于其折射率高于周圍的細胞質基質，所以，即使在活細胞中用相差顯微鏡也能觀察到。另外除了可用詹納司綠B進行特異的活體染色外，還能利用對細胞色素氧化酶的Nadi反應和對琥珀酸脫氨酶的四唑鹽的還原反應，從組織化學的染色檢驗出來。將去核后的細胞勻漿用5000—7000g進行差速離心，即可單獨分離出線粒體。根據電子顯微鏡的觀察，線粒體被內外兩層線粒體膜（mitochondr－al membrane）包圍著（圖a）。膜的厚度約為6毫微米，兩層膜的間隔為6—8毫微米。內膜向內突出，形成寬20—30毫微米的格狀的嵴（圖b）。 嵴的存在是線粒體的基本特征，是從形態上鑒別線粒體的標志。嵴往往是與線粒體的長軸成垂直方向突出，但也有與長軸相平行的。在原生動物和藻類中，嵴多數呈管狀。把在低滲溶液中膨潤的線粒體用負染色法在電子顯微鏡下觀察，可看到在嵴膜和內膜的表面上有直徑約為10毫微米的基本粒子（elementary parti－cle）。為內膜包圍的填充在嵴間的小室稱為線粒體基質（mitochondrial matricle）（圖c）。線粒體具有三羧酸循環和電子傳遞系統，以及兩者共軛的氧化的磷酸化系的主要酶，成為處于好氣條件下生產細胞能的場所。在基質中存在著有關三羧酸循環的各種酶和有關脂肪酸B氧化的各種酶。在嵴和內膜中存在著有關電子傳遞系統的各種酶和與其共軛的磷酸化酶。位于線粒體內膜上的基本粒子相當于有關氧化磷酸化的腺苷三磷酸酶。另外，線粒體可抵抗周圍的濃度梯度，主動而有選擇地積蓄鉀、鈣和磷酸根等離子。雖然有一種說法認為線粒體在細胞內可重新形成，但線粒體確可通過分裂而增殖。在線粒體中存在著其所固有的DNA和RNA，并具有獨立的本身遺傳信息的復制、轉錄、翻譯的功能。線粒體DNA存在于線粒體基質中，呈細纖維狀，由長約5微米的兩條鏈形成環形。線粒體DNA的分子量約為10×10⁶道爾頓，只含有極少量決定線粒體蛋白質形成的遺傳信息。大部分酶的蛋白質在細胞質中合成后，供給線粒體。因此，可以說線粒體是半獨立的增殖系統。在線粒體RNA中，mRNA、 rRNA和tRNA都齊全，也能看到RNA聚合酶。線粒體核糖體略小于細胞質核糖體，其沉淀系數約為70S。線粒體的蛋白質合成不同于細胞質，它可被氯霉素抑制。由于線粒體的DNA、核糖體和蛋白質合成的特征與細菌類相似，所以有一種假說認為，在進化的早期，原來是一種微生物寄生在細胞內，而后成為線粒體。