线粒体具有两个功能不同的膜：外膜和内膜。线粒体外膜完整包围细胞器，与细胞膜成份一致。而内膜具有很多向内的皱褶，称为“嵴”。嵴上面有很多用于有氧呼吸和制造ATP的结构，这些折叠可以增加线粒体内膜的表面积以增强其效率。 内膜将线粒体其分成两个部分：内膜之内的部分称为“基质”，而内外膜之间的部分称为“膜间腔”。