Митохо́ндрия (от греч. μίτος — нить и χόνδρος — зёрнышко, крупинка) — двумембранная сферическая или эллипсоидная органелла диаметром обычно около 1 микрометра. Характерна для большинства эукариотических клеток, как автотрофов (фотосинтезирующие растения), так и гетеротрофов (грибы, животные). Энергетическая станция клетки; основная функция — окисление органических соединений и использование освобождающейся при их распаде энергии для генерации электрического потенциала, синтеза АТФ и термогенеза. Эти три процесса осуществляются за счёт движения электронов по электронно-транспортной цепи белков внутренней мембраны. Они также осуществляют собственный биосинтез жирных кислот (mtFASII), который необходим для биогенеза митохондрий и клеточного дыхания[1]. Количество митохондрий в клетках различных организмов существенно отличается[2]: так, одноклеточные зелёные водоросли (хлорелла, политомелла), а также эвглены и трипаносомы имеют лишь одну гигантскую митохондрию, тогда как ооцит и амёба Chaos chaos содержат 300 000 и 500 000 митохондрий соответственно; у кишечных анаэробных энтамёб и некоторых других паразитических простейших митохондрии отсутствуют. В специализированных клетках органов животных содержатся сотни и даже тысячи митохондрий (мозг, сердце, мышцы).
В соответствии с теорией симбиогенеза, митохондрии появились в результате захвата примитивными клетками (прокариотами) бактерий. Клетки, которые не могли сами использовать кислород для генерации энергии, имели серьёзные ограничения в возможностях развития; бактерии же (прогеноты) могли это делать. В процессе развития симбиоза прогеноты благодаря повысившейся энергоэффективности передали множество своих генов сформировавшемуся ядру теперь уже эукариот[3]. Вот почему современные митохондрии больше не являются самостоятельными организмами. Хотя их геном кодирует компоненты собственной системы синтеза белка, многие ферменты и белки, необходимые для их функционирования, кодируются ядерными хромосомами, синтезируются в цитоплазме клетки и только потом транспортируются в органеллы.
В исследовании 2023 года было обнаружено, что морские бактерии из рода Iodidimonas имеют общего предка с митохондриями, они ближайшие ныне живущие родственники древнего эндосимбионта захваченного в ходе симбиогенеза 1,6—1,8 млрд. лет назад[4][5].