Acredita-se que as mitocôndrias do espermatozóide dos mamíferos são geralmente destruídas pelo óvulo após a fertilização. Em 1999 foi sugerido que as mitocôndrias do espermatozóide (contendo DNA mitocondrial) são marcadas com ubiquitina (proteína marcadora que se liga covalentemente a lisinas de outras proteínas, marcando-as para destruição proteolítica intracelular no proteossomo) para serem selecionadas e depois destruídas dentro do embrião (Sutovsky et. al. 1999). Ocasionalmente este processo não é bem sucedido, como por exemplo nos híbridos inter-espécies.

O DNA Mitocondrial tem sido estudado com o intuito de investigar linhagens muito antigas. SvantePääbo publicou estudos que rastreavam a ancestralidade de cães domésticos em 4 gerações. O conceito da Eva mitocondrial é baseado no mesmo tipo de análise.

A existência de DNA mitocondrial também apoia a hipótese endossimbiótica, a qual sugere que as células eucarióticas apareceram pela primeira vez quando uma célula procariótica foi englobada por outra célula sem ser digerida. Acredita-se que estas duas células teriam começado uma relação simbiótica, formando o primeiro organismo. A existência de DNA mitocondrial sugere que, a uma dada altura, as mitocôndrias eram entidades separadas das suas atuais células-hospedeiras.