ไมโตคอนเดรียดีเอ็นเอเป็นลูปขนาดเล็กของ DNA ที่พบภายในออร์แกเนลล์ในเซลล์ไมโตคอนเดรีย Mitochondria ทำหน้าที่เป็น "โรงไฟฟ้า" ของเซลล์และเชื่อว่าเป็นลูกหลานของแบคทีเรียโบราณที่เข้าร่วม symbiotically ดังนั้นกับเซลล์โบราณที่พวกเขากลายเป็นแบบบูรณาการเข้าไปในพวกเขาเป็น organelles ส่วนใหญ่ของ DNA ในสัตว์ทุกชนิดจะพบในนิวเคลียสและเป็นที่รู้จักกันเป็น DNA นิวเคลียร์ในขณะที่ยลยลดีเอ็นเอเป็น DNA เดียวที่ตั้งอยู่นอกนิวเคลียส
ตรงกันข้ามกับ DNA ในนิวเคลียสซึ่งมียีนเข้ารหัสโปรตีนประมาณ 20,000 ยีนในคู่เบสมากกว่า 3 พันล้านคู่ DNA ไมโตคอนเดรียมีขนาดค่อนข้างเล็กประกอบด้วยยีนเข้ารหัสโปรตีนเพียง 13 คู่ใน 15,000-17,000 คู่เบส ซึ่งแตกต่างจาก DNA นิวเคลียร์ซึ่งประกอบด้วย DNA เชิงเส้นนั้น Mitochondrial DNA ถูกพบในรูปแบบของลูปเหมือนกับ DNA ที่พบในแบคทีเรีย ยีนในไมโตคอนเดรียแสดงโปรตีนที่ช่วยสร้างไมโตคอนเดรียแม้ว่าจะเป็นเวลาหลายพันล้านปีของการวิวัฒนาการ DNA นิวเคลียร์ได้ใช้บทบาทของไมโตคอนเดรียมากในการสร้างไมโตคอนเดรีย
ซึ่งแตกต่างจาก DNA นิวเคลียร์ซึ่งได้รับการรวมตัวกันใหม่จากรุ่นสู่รุ่นเนื่องจากเพศระหว่างชายและหญิง DNA ยลเท่านั้นที่ได้รับการรวมตัวกันใหม่กับ DNA จากอวัยวะเดียวกันทำให้ จำกัด การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมอย่างมาก ดังนั้นปัจจัยเดียวที่แนะนำการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมคือการกลายพันธุ์มากกว่าการกลายพันธุ์และการรวมตัวกันอีกครั้งเช่นกรณีที่มี DNA นิวเคลียร์ สิ่งนี้ทำให้ไมโทคอนเดรีย DNA กลายเป็นเครื่องหมายทางพันธุกรรมที่มีประโยชน์สูงซึ่งสามารถนำมาใช้เพื่อเปรียบเทียบเชื้อสายที่แตกต่างกันรวมถึงเชื้อสายมนุษย์ที่แตกต่างกัน
การวิเคราะห์ DNA ของยลไมโตคอนเดรียของมนุษย์ได้พิสูจน์แล้วว่ามีความสำคัญต่อการกำหนดบรรพบุรุษของกลุ่มมนุษย์ต่าง ๆ และรูปแบบการอพยพครั้งแรกของมนุษย์ทั่วโลก การศึกษาเหล่านี้ได้สนับสนุนทฤษฎี Out-of-Africa ซึ่งเป็นทฤษฎีที่ยืนยันว่าเผ่าพันธุ์มนุษย์มีต้นกำเนิดในแอฟริกาเมื่อประมาณ 250,000 ปีก่อนจากนั้นแพร่กระจายไปทั่วโลก ทฤษฎีการแข่งขันที่สำคัญคือสมมุติฐานแบบหลายมิติซึ่งสมมติว่าเผ่าพันธุ์มนุษย์ที่แตกต่างกันทั่วโลกวิวัฒนาการมาอย่างอิสระจากสารตั้งต้นของ hominid เนื่องจากหลักฐานจากการวิเคราะห์ดีเอ็นเอยลพบว่าสมมติฐานนี้ถูกตัดออกไป
