Клетъчните органели са възникнали и са се диференцирали постепенно в процеса на еволюцията. Всяка група от клетъчни органели има специфична и високо диференцирана организация по отношение на мембрани, ензими, йонен и електричен потенциал и други особености и това позволяват отделянето им в т.нар. група от компартменти. От друга страна, обменът на молекули между органелите изгражда единство в дейността на всяка клетка и клетъчната група, към която принадлежи. Групата на клетъчните органели е разнообразна и включва митохондрии, ендоплазмен ретикулум, апарат на Голджи, лизозоми и пероксизоми, везикули, рибозоми и др.
Митохондриите са изключително важен клетъчен органел. Те са енергийни източници на клетката и трансформират химичната енергия в енергия, която е лесно достъпна и лесно използваема от клетката. Около 50% от тази енергия се съхранява в молекули наречени аденозинтрифосфат (АТФ), които са своеобразните батерии на организма – лесно преносими, лесни за съхранение и универсални за цялата клетка. Останалите 50% от произведената енергия се използват предимно за поддържане на температурния баланс на организма. В зависимост от функцията, която клетката изпълнява, тя съдържа митохондрии с различен брой, форма и различна вътрешна структура. Най-голям брой митохондрии се намират в клетки, които имат голям разход на енергия, като чернодробните клетки, напречнонабраздените мускулни клетки, сперматозоидите и други.
Митохондриите имат най-често сферична или нишковидна форма и са с ширина около 0,5µm и дължина до 10 µm. Изградени са от две мембрани – външна и вътрешна, като външната мембрана е гладка, а вътрешната образува множество гребени (кристи), които увеличават нейната повърхност. Между двете мембрани се разполага междумембранно пространство, а пространството затворено от двете мембрани (във вътрешността на митохондрия и между кристите) се обозначава като матрикс.
