W mitochondriach zachodzą różnorodne procesy metaboliczne związane z rozkładem substancji pokarmowych przy udziale tlenu. Dochodzi wówczas do uwolnienia energii skumulowanej w wiązaniach chemicznych rozkładanych związków organicznych. Energia ta jest wykorzystywana do syntezy cząsteczek ATP – uniwersalnego nośnika energii w komórce. Mitochondria uczestniczą także w innych procesach, np. w starzeniu się i programowej śmierci komórki, regulacji temperatury ciała czy w syntezie metabolitów. Jednak z uwagi na ich główną funkcję, czyli syntezę ATP, nazywane są centrami energetycznymi komórki.