Transport jonów i innych cząsteczek dostających się oraz wychodzących z macierzy mitochondrialnej wymaga specjalnych transporterów błonowych. Białka przenoszone są przez kompleks translokazy błony wewnętrznej mitochondrium lub przez Oxa1. Umożliwia to wytworzenie gradientu protonowego niezbędnego do działania łańcucha oddechowego.
Grzebienie Powierzchnia błony wewnętrznej mitochondrium, na przykład w mitochondriach wątroby, jest pięciokrotnie większa niż powierzchnia zewnętrznej błony mitochondrialnej. Z tego powodu fałduje się ona do środka, tworząc charakterystyczne grzebienie mitochondrialne. Zwiększają one powierzchnię błony wewnętrznej, znacznie powiększając obszar, na którym zachodzi produkcja ATP. Powierzchnia ta nie jest stała, a mitochondria komórek o większym zapotrzebowaniu na ATP, takich jak komórki mięśni, tworzą grzebienie o większej powierzchni. Grzebienie usiane są małymi, okrągłymi ciałami, zwanymi oksysomami, których zadaniem jest kontrolowanie chemiosmozy. W grzebieniach zakotwiczone są enzymy łańcucha oddechowego.
Macierz mitochondrialna