Kui eelnevalt oli juttu tuumas paiknevast 46 kromosoomist, siis väike osa DNA-st, 16 569- aluspaarised rõngasmolekulid (tuumas on DNA molekulid lineaarsed) paiknevad mitokondrites (mtDNA). Erinevalt tuumast on mitokondreid ühes rakus sadu ja igas mitokondris omakorda 4-5 mtDNA molekuli koopiat. Matemaatiliselt tuleb seega tuhandeid mtDNA  molekule raku kohta, keskmiselt 500 rakus. Tegemist on väiksemate (väikseimast, 21. kromosoomist peaaegu 3000 korda lühemate) ja kompaktsemate molekulidega, mis muudab mitokondriaalse DNA vähem degradatsioonitundlikuks. Kui tuuma DNA on lagunenud, võib siiski olla säilinud piisaval arvul mtDNA järjestusi, mis teeb võimalikuks nende analüüsimise. Need on juhtumid, kus näiteks säilmed on väga vanad või väga lagunenud ja luud või hambad on ainsad, mis veel järele on jäänud. Kuid mtDNA päritakse ainult emaliinis,  seega on samas naisliinis vanaemadel, emadel, nende lastel jne sama mtDNA, kaasa arvatud ühe ema tütardel ja poegadel. Nimelt läheb viljastamise käigus seemnerakust munarakku üle ainult tuum (koos kromosoomidega) ja ühineb munaraku tuumaga. Tsüotoplasmas olevad mitokondrid on seega siis munarakust. Kui mõni seemneraku mitokonder juhtubki sattuma viljastatud munarakku, siis üldjuhul käivitub protsess tema hävitamiseks.