Der schweizerisch-deutsche Anatom und Physiologe Rudolf Albert von Kölliker beschrieb 1857 rundliche Gebilde entlang der quergestreiften Muskulatur, die später als Mitochondrien (griechisch: mitos = Faden, chondros = Korn) bezeichnet wurden. Der deutsche Pathologe und Histologe Richard Altmann führte den Ursprung der Zellorganellen 1898 auf Bakterien zurück, die im Zuge des Evolutionsprozesses eine Endosymbiose mit einer anderen Zelle eingegangen waren. Der britische Chemiker Peter Dennis Mitchell (1920-1992) veröffentlichte 1961 seine Hypothese der chemiosmotischen Kopplung, für die er 1978 mit dem Nobelpreis in Chemie ausgezeichnet wurde. Mitchell erkannte, dass durch die, in den Mitochondrien lokalisierte Atmungskette ein elektrochemisches Potential aufgebaut wird, indem Elektronen und Protonen über eine isolierende Membran gepumpt werden. Die benötigten Ladungsträger werden dabei durch den oxidativen Abbau, der vom Organismus aufgenommenen Nährstoffe gewonnen. Der entstehende Protonengradient liefert schließlich die Energie für die Phosphorylierung von ADP zu ATP, das den universellen Energieträger der Zelle darstellt.
Im Zuge der anaeroben Energiegewinnung, außerhalb der Mitochondrien, können maximal 2 mol ATP je mol Glucose gewonnen werden. Die aerobe Energiegewinnung in den Mitochondrien liefert 36 mol ATP je mol Glucose und ist damit 18-mal effizienter. Neben ihrer Rolle als „Kraftwerke der Zelle“ bilden die Mitochondrien eine zentrale Drehscheibe des Stoffwechsels. Sie sind von essentieller Bedeutung für den Aminosäurestoffwechsel, die Aufrechterhaltung der Calcium-Homöostase und die Bildung von Porphyrinen, die für Cytochrome und Häm-basierte Proteine benötigt werden.
Aufgrund ihrer Schlüsselrolle im Stoffwechsel sind die Mitochondrien für die Prävention und (komplementäre) Therapie von besonderer Bedeutung. Das zunehmende wissenschaftliche Interesse spiegelt sich im kontinuierlich wachsenden Anteil der Publikationen wieder, die sich den Mitochondrien widmen.