Las mitocondrias son las fábricas de energía de las células. La moneda energética para el trabajo que deben realizar los animales es la molécula rica en energía adenosina trifosfato (ATP). El ATP se produce en las mitocondrias utilizando la energía almacenada en los alimentos. Al igual que los cloroplastos en las plantas actúan como fábricas de azúcar para el suministro de moléculas ordenadas a la planta, las mitocondrias en animales y plantas actúan para producir las moléculas ordenadas de ATP como suministro de energía para los procesos de la vida.

Una célula animal típica tendrá del orden de 1000 a 2000 mitocondrias. Así que la célula tendrá una gran cantidad de estructuras que son capaces de producir una gran cantidad de energía disponible. Esta producción de ATP por parte de las mitocondrias se realiza mediante el proceso de respiración, que en esencia es el uso del oxígeno en un proceso que genera energía. Se trata de un proceso muy eficiente para utilizar la energía de los alimentos para producir ATP. Uno de los beneficios del «ejercicio aeróbico» es que mejora la capacidad de su cuerpo para hacer ATP rápidamente utilizando el proceso de respiración.

Todas las células vivas por encima del nivel de los microbios tienen mitocondrias. Las células capilares y las células externas de la piel son células muertas y ya no producen activamente ATP, pero todas las células tienen la misma estructura. Algunas células tienen más mitocondrias que otras. Las células musculares tienen muchas mitocondrias, lo que les permite responder rápidamente a la necesidad de realizar trabajo. Las mitocondrias ocupan entre el 15 y el 20 por ciento de las células hepáticas de los mamíferos, según Karp.