线粒体存在于细胞核外的细胞器中，是人体的能量器官，每个细胞只有一个细胞核，但线粒体的数目可以是细胞核的百倍甚至千倍，也就是说线粒体DNA要远远多于细胞核DNA。形成受精卵的时候，精子和卵子的结合，是精子头部与卵细胞结合，卵细胞带有线粒体，而精子头部只有细胞核，几乎不带任何细胞器。也因此，因此，只有卵细胞中的线粒体随着受精卵遗传下来，也就是随母亲遗传。也因此，线粒体DNA鉴定，是核STR检测的一个有效补充，可以用来检测毛干和其他一些核DNA含量较少的样本，同时也可以进行母系家族的鉴定。

　　线粒体位于细胞核外，一个细胞中可以含有成百上千个线粒体DNA，因此，对于年代久远的骨骼组织，甚至是上千年的古尸，都可以采用线粒体的方法进行家族，家系的鉴定。线粒体还可以鉴定来自于同一母系的人群。通过线粒体检测，科学家们已经可以确定人类起源于非洲，都是来自于同一个非洲母亲。