Nazwa procesu: oddychanie tlenowe
Mitochondrium odpowiada za przeprowadzanie procesu oddychania komórkowego, gdzie podczas utleniania związków organicznych (cukrów, tłuszczy i innych substratów energetycznych) dochodzi do powstania energii magazynowanej w postaci ATP. Mitochondrium składa się z błony zewnętrznej, przez którą swobodnie przechodzą np. cukry proste, będące substratami do procesu oddychania komórkowego oraz z błony wewnętrznej, która wytwarza liczne grzebienie mitochondrialne zwiększające powierzchnię, na której oddychanie komórkowe zachodzi oraz znajdują się na nich enzymy biorące udział w przekształcaniu energii w ATP. Macierz mitochondrialna wypełniająca wnętrze mitochondrium zawiera enzymy biorące udział w cyklu Krebsa oddychania komórkowego.