Nie wszystkie geny są zlokalizowane w jądrowym DNA. Część z nich znajduje się w półautonomicznych organellach zwanych mitochondriami. Każde z nich zawiera swoje własne koliste cząsteczki DNA o długości około 16 tys. par zasad. Materiał genetyczny zawarty w mitochondriach jest dziedziczony po matce (z nielicznymi wyjątkami). Analiza polimorfizmu mitochondrialnego DNA jest wykorzystywana w laboratoriach kryminalistycznych do identyfikacji DNA znalezionego na miejscu zbrodni, w szczególności w przypadku znalezienia materiałów biologicznych zawierających niewielkie ilości jądrowego DNA.