ある条件下では、膜間腔のプロトンはATP合成に関与することなく、促進拡散によってマトリックスに戻ることがある。これは「プロトンのリーク」とか「ミトコンドリアの脱共役」と呼ばれ、蓄積されていた電気化学ポテンシャルは熱として解放されることになる。thermogeninをはじめとする一群のプロトンチャネル(脱共役タンパク質)が媒介しており、非ふるえ熱産生に関わっている。Thermogeninは若齢や冬眠中の哺乳類に見られる褐色脂肪組織のミトコンドリアに存在している。
速筋線維はミトコンドリアが少なく、グリコーゲンが比較的多いので白く見え、糖分解により乳酸ができやすい。乳酸性閾値から上の運動強度では速筋線維が多く使われるようになる。遅筋線維や心筋はミトコンドリアが多いので赤く見え、乳酸を作るよりは乳酸を外から取り込んでエネルギー源として使っている。運動強度が低い場合は遅筋線維が主として働いている。つまり速筋線維のグリコーゲンが乳酸を介して遅筋線維や心筋のミトコンドリアで使われている。このように乳酸の代謝では細胞膜を通過して他の細胞に乳酸が輸送される必要がある。この乳酸の輸送は乳酸だけではなくピルビン酸などの輸送にも関わることからモノカルボン酸の輸送担体（Monocarboxylate Transporter （MCT））と呼ばれている。
ミトコンドリアにおける脂肪酸の輸送についてはβ酸化#脂肪酸の動員及びβ酸化#脂肪酸の活性化とミトコンドリア内への輸送を参照のこと。ミトコンドリアにおけるβ酸化についてはβ酸化#β酸化反応および酵素群を参照のこと。ミトコンドリアのマトリックスで生成されたアセチルCoAは上述のようにクエン酸回路でエネルギーに変換される。
アセチルCoAは、好気性細胞呼吸の第二段階目であるピルビン酸がピルビン酸デヒドロゲナーゼ複合体により脱炭酸して生成する。この酵素反応はミトコンドリアのマトリックスで起こる。ここで生成したアセチルCoAはクエン酸回路に参加する。
細胞質の解糖系で生成されたピルビン酸はピルビン酸共輸送体（ピルビン酸/H+）により細胞質からミトコンドリアへ輸送される。同じく細胞質で生成されたNADHはリンゴ酸-アスパラギン酸シャトルによりミトコンドリアへ実質的に輸送される。また、ADPはATP/ADPトランスポーターにより細胞質からミトコンドリアへ輸送される。なお、H₂O、O₂、CO₂、NH₃に限ってミトコンドリア内膜を通過することができる。
全ての生物で解糖系はその反応が細胞質基質で起こる。これは解糖系が細胞内小器官が発生する以前から存在する最も原始的な代謝系であることを反映しているのだろう。真核生物では、解糖系でえられた物質（ピルビン酸とNADH）をTCA回路や電子伝達系の反応がおこるミトコンドリアに輸送し、好気呼吸を行う。
ATP産生はミトコンドリアの主たる機能であって、これに関わる多くのタンパク質が内膜やマトリックスに存在している。細胞質には解糖系があり、グルコースを代謝することでピルビン酸とNADHを生じる。もし酸素が十分に存在しない場合には解糖系の産物は嫌気呼吸により代謝される。しかしミトコンドリアで酸素を用いてこれらを酸化する好気呼吸を行うことで、嫌気呼吸と比べてはるかに効率よくATPを得ることができる。嫌気性分解では1分子のグルコースから2分子のATPしか得られなかったのが、ミトコンドリアによる好気性分解によって、1分子のグルコースから38分子のATPが合成できるようになった。ピルビン酸だけでなく、脂肪酸を利用することもできる。植物のミトコンドリアは酸素がなくとも亜硝酸を利用してある程度のATP産生が可能である。
ミトコンドリアの主要な機能は電子伝達系による酸化的リン酸化によるATPの産生（ADPのリン酸化）である。細胞のさまざまな活動に必要なエネルギーのほとんどは、直接、あるいは間接的にミトコンドリアからATPの形で供給される。しかしそれ以外にも多様な機能を持っており、ステロイドやヘムの合成などを含む様々な代謝、カルシウムや鉄の細胞内濃度の調節、細胞周期やアポトーシスの調節などにも大きく関わっているとされる。ただしすべてのミトコンドリアが上記の機能を担っている訳ではなく、あるものはある特定の細胞でのみ機能している。こうした様々な機能には多数の遺伝子が関わっており、それらに変異が自然免疫で排除されないとミトコンドリア病を引き起こすことになる。
内膜に囲まれた内側がマトリックスであり、TCA回路（クレブス回路・クエン酸回路）やβ酸化などミトコンドリアの代謝機能に関わる酵素群が数多く存在している。ここにはmtDNAが含まれており、ミトコンドリア独自の遺伝情報が保持されている。その遺伝子発現を担うために、リボソーム、tRNA、転写因子や翻訳因子なども存在している。ミトコンドリア全タンパク質の6〜7割が存在しており、非常にタンパク質濃度の高い区画となっている。
1907年、ニューヨーク、イーストサイド36丁目125番地 (125 East 36th Street) で生まれた。ポトマック・スクール、ワシントンD.C.のナショナル・カテドラル・スクール (National Cathedral School)、グロトン・スクールに通った。グロトンでは、ボートレース、サッカーをやり、4年次には監督生を務めた。1926年の卒業後はハーバード大学に進学し、ボートレースを続ける傍ら、父や父の従兄弟セオドア・ルーズベルトと同じくシグネット・ソサエティ、ハスティ・パディング・クラブ、フライ・クラブなどの学生組織に参加した。1930年にハーバード大学を卒業し、この際にクラスの終身出納係(permanent treasurer)に選出された。その後、ボストン大学法科大学院に入学すると共にボストンの保険代理店ビクター・デ・ジェラード (Victor De Gerard) の保険販売員となった。この仕事が好調だったため、ルーズベルトはまもなくして大学院を辞めた。1932年、ジョン・A・サージェント (John A. Sargent) と提携し、保険代理店ルーズベルト&サージェント (Roosevelt & Sargent) を開業した。ルーズベルトは同社の社長として約50万ドルの財産を築いたが、1937年にはホワイトハウスでの仕事のため、半分の所有権を保持し、辞任した。