Mitochondrie jsou subcelulární organely endosymbiotického původu. Jsou obaleny dvojitou membránou a mají svou vlastní DNA.
V buňce vytvářejí mitochondriální sítě. Kromě syntézy ATP se podílejí na termoregulaci, udržování redoxního potenciálu, modulaci Ca2+ signálu, jsou zdrojem reaktivních forem kyslíku, podílejí se na buněčné signalizaci a v neposlední řadě spouští a regulují buněčnou smrt.
Porušení mitochondriálního metabolismu není jen znakem dědičných mitochondriálních nemocí, ale je spojeno s různými degenerativními chorobami a stárnutím. Konvenční studium mitochodnriálních funkcí je založeno na izolaci intaktních organel.
Vzhledem ke komplexní úloze mitochondrií roste potřeba sledovat jejich metabolismus in situ. Vysokoúčinná respirometrie umožňuje stanovit aktivitu enzymů dýchacího řetězce a oxidační fosforylace v intaktních a permeabilizovaných buňkách.
Pomocí fluorescenčních kationtových sond můžeme hodnotit různé funkce mitochondrií v živých buňkách.