內側翻外膜內膜將線粒體其分成兩個部分：內膜之內的部分稱為“基質”，而內外膜之間的部分稱為“膜間腔”。
結構
在不同的細胞類型中，線粒體的整體結構可能會非常不同。某些情況下，線粒體如右圖所示，很像個香腸的形狀，大小1到4微米。另一些時候，線粒體會形成分叉且相互連線的管狀網路。通過觀察活細胞中被螢光標記的線粒體，發現它們能夠戲劇性地改變形狀。此外，幾個線粒體可以融合成一個，一個也可以分裂成兩個。線粒體膜
線粒體的內外膜均由磷脂雙層組成，其中鑲嵌有蛋白質，類似一般的細胞膜。然而這兩層膜具有很不同的特性：包圍整個細胞器的外膜約含50%質量的磷脂，並且包含很多酶，參與腎上腺素的氧化，色氨酸的降解及脂肪酸的延伸等等。
而線粒體內膜包含100多種不同的多肽，蛋白相對磷脂的比例相當高（質量比3:1，大約一個蛋白分子對15個磷脂）。此外，內膜富含一種少見的磷脂心磷脂，是細菌的質膜所特有的。
外膜包含很多稱作“孔道蛋白”的整合蛋白，具有相對大的內部通道（大約2-3納米，可允許離子和小分子通過。而大分子不能通過外膜。內膜不含孔道蛋白，通透性很弱，幾乎所有離子和分子都需要特殊的跨膜轉運蛋白來進出基質。
線粒體基質
除各種酶之外，線粒體基質中還有核糖體和少量DNA分子。也就是說，線粒體含有自己的遺傳物質，且具有能夠加工其自身DNA和蛋白的工具（參見：蛋白質生物合成）。細胞染色體之外的DNA編碼幾種線粒體的肽（人有13種），包括線粒體內膜中的蛋白，而更多的蛋白是由細胞核中的基因編碼的。
相關詞條
線粒體、線粒體、蛋白質、內膜、基因
