Митохондрии имеют сложное структурное строение, состоящее из внешней и внутренней мембран, пространства между ними (межмембранного пространства) и матрицы.
Внешняя мембрана митохондрии является гладкой и представляет собой двойной липидный билайер, аналогичный структуре клеточной мембраны. Она служит защитной оболочкой и контролирует проницаемость митохондрий.
Внутренняя мембрана является более сложной и содержит много вложений, называемых хризтами. Каждая хризта представляет собой сверточку внутренней мембраны, которая увеличивает поверхность мембраны и служит для усиления процессов синтеза энергии. На внутренней мембране расположены белки, вовлеченные в энергетические процессы, в том числе ферменты, необходимые для цикла Кребса и электронного транспорта.
Межмембранное пространство находится между внешней и внутренней мембранами и играет важную роль при передаче энергии из внешней мембраны (где происходит окисление) в матрицу митохондрий.
Матрица – это железистая гель, заполняющая внутреннее пространство, ограниченное внутренней мембраной. В матрице митохондрий находятся рибосомы, митохондриальная ДНК (мтДНК) и различные ферменты, необходимые для процессов синтеза энергии.