Wśród białek budujących błonę zewnętrzną mitochondrium występują enzymy odpowiadające za bardzo rozmaite reakcje, jak np. wydłużanie łańcuchów kwasów tłuszczowych, utlenianie adrenaliny i rozkład tryptofanu. Enzymem markerowym (markerem) błony zewnętrznej jest oksydaza monoaminowa (MAO).
Przestrzeń międzybłonowa Przestrzeń międzybłonowa to przestrzeń pomiędzy zewnętrzną a wewnętrzną błoną mitochondrium. Ponieważ błona zewnętrzna jest przepuszczalna dla małych cząsteczek, stężenie substancji takich jak jony lub cukry w przestrzeni międzybłonowej jest takie samo jak w cytozolu. Duże białka muszą jednak mieć specjalne sekwencje sygnałowe, aby zostać przetransportowane przez błonę zewnętrzną, a ich skład w przestrzeni międzybłonowej jest odmienny od składu występującego w cytozolu. Jednym z białek charakterystycznych dla tej przestrzeni jest cytochrom c, a jej enzymem markerowym (markerem) jest kinaza adenilanowa.
Błona wewnętrzna to błona znajdująca się wewnątrz organellum. Zachodzą w niej reakcje chemiczne, przekształcające energię cząsteczek substancji pokarmowych w energię wiązań ATP.