mały|Budowa mitochondrium: 1 – błona wewnętrzna, 2 – błona zewnętrzna, 3 – przestrzeń międzybłonowa, 4 – macierz mitochondrialna. Mitochondrium to organellum o kształcie kulistym lub elipsoidalnym oraz nitkowatym, otoczone dwiema błonami. Zewnętrzna błona zawiera liczne poryny, dzięki którym większość związków chemicznych może łatwo przenikać do przestrzeni międzybłonowej. Błona wewnętrzna jest wysoce selektywna, tworzy liczne zgięcia nazywane grzebieniami mitochondrialnymi. Liczba grzebieni mitochondrialnych jest zwykle mniejsza w komórkach roślinnych w porównaniu do komórek zwierzęcych. W błonie wewnętrznej rozmieszczone są enzymy niezbędne do przeprowadzenia fosforylacji oksydacyjnej. Białka transportujące zapewniają przejście przez błonę substancjom wchodzącym w skład roztworu wypełniającego wewnętrzną błonę, macierzy (matriks) mitochondrialnej. W macierzy mitochondrialnej znajdują się liczne białka niezbędne do przeprowadzenia cykl kwasu cytrynowego, koliste cząsteczki DNA oraz rybosomy o stałej sedymentacji 70S.
W komórce roślinnej może znajdować się od kilkuset do kilku tysięcy mitochondriów. Liczba mitochondriów uzależniona jest do rodzaju tkanki i etapu rozwoju komórki.