Mitochondrialny DNA nie posiada tak samo skutecznych mechanizmów naprawczych co jądrowy DNA, co przyczynia się do jego zmienności. Ponadto mtDNA ma postać kolistej cząsteczki, a nie skondensowanego chromosomu, co skutkuje tym, że nie jest on chroniony. Dodatkowo znajduje się on blisko łańcucha oddechowego, którego rodniki tlenowe są przyczyną mutacji.
Mitochondrialny DNA tak jak genomy organizmów prokariotycznych nie zawiera intronów, czyli odcinków niekodujących.
Mitochondrialny DNA dziedziczy się tylko w linii matczynej, ponieważ mitochondria znajdujące się we wstawce plemnika nie wnikają do oocytu.
Geny kodujące rybosomowy RNA (rRNA) w mitochondrialnym DNA, zawierają informację o cząsteczkach rRNA, które buduje rybosomy, czyli struktury odpowiedzialne za syntezę białek, które mitochondria mogą wykorzystywać do własnych potrzeb.