（1）线粒体外膜的结构与功能的关系：外膜含有多种运输蛋白，它们构成脂质双分子层上水溶性物质可以穿过的通道。外膜上有排列整齐的筒状体，中央有小孔，孔径为2~3nm。小孔的结构便于小分子物质透过外膜，分子量在10，000Da以内的物质可以自由通过。
（2）线粒体内膜的结构与功能的关系：内膜也是由一层单位膜组成，厚5~6nm。内膜通透性很小，分子量大于150Da的物质就不能通过，但内膜有高度的选择通透性，借助膜上的一些载体蛋白控制膜两侧的物质交换。
（3）线粒体基粒的结构与功能的关系：在内膜和嵴膜的内表面上附有许多基粒，也称ATP酶复合体。基粒与膜面垂直而规则排列，粒间相距10nm。基粒由头部、柄部和基片三部分组成。头部含有可溶性ATP酶（F1），也称耦连因子F1，具有ATP酶活性，催化ATP的合成。此外在头部还有一个ATP酶复合体抑制多肽，可能具有调节酶活性的作用。柄部是对寡霉素敏感的蛋白（OSCP），其作用是调控质子通道。基片为疏水蛋白，又称耦联因子Fo，是耦联磷酸化抑制剂寡霉素或二环已基亚胺（DCCD.作用的部位，它能传递质子，有质子通道的作用。
（4）线粒体基质与功能的关系：基质中含有脂类和蛋白质；存在着与三羧酸循环、脂肪酸氧化、氨基酸分解和蛋白质合成等有关的酶类以及核酸合成酶系；还含有线粒体DNA、线粒体mRNA和tRNA及其线粒体核糖体。此外，基质中还含有一些较大的致密颗粒--基质颗粒，内含有钙、镁、磷等元素。基质颗粒可能具有调节线粒体内离子环境的功能。