線粒體的起源可以歸結為兩大主要理論：
內共生起源學說。這個理論認為線粒體起源於一種好氧細菌與原始真核細胞的共生關係。在這種關係中，好氧細菌被原始真核細胞吞噬，但並未被消化，隨後，這種共生關係導致了線粒體的形成。隨著時間的推移，這些細菌逐漸失去了獨立性，並將部分遺傳信息轉移到了宿主細胞中，形成了線粒體的半自主性。
非內共生起源理論。這個理論提出線粒體可能起源於一種古老的、厭氧的真核細胞，這些細胞的質膜內表面上的DNA分子附著處發生內折，包圍了各自的DNA，形成了具有雙層膜的囊泡結構。這些結構隨後分化並特化，發展成了具有有氧代謝能力的線粒體。
這兩種理論提供了對線粒體起源的不同解釋，內共生起源理論被廣泛接受，而非內共生起源理論則提供了一種補充或替代的解釋。這兩種理論共同推動了我們對線粒體起源和演化的理解。