粒線體是直接提供細胞生命活動能量的地方；其含有染色體DNA以外之遺傳物質，稱之為粒線體DNA (mtDNA)。每一細胞體中含有數個mtDNA，其具：(1)分子量小、約15－18 Kb，分子結構為一個閉合環狀雙鏈分子，易於分析；(2)母系基因遺傳 (Maternal inheritance) 的特性；(3)不具修補系統 (Repair mechanism)，複製過程易發生變異，演變速率較染色體DNA為快；(4)基因組成相當穩定，含有13個編碼蛋白質基因 (Protein coding gene)、2個核糖體RNA基因、22個轉移RNA (tRNA) 及一無結構基因 (稱為控制區，Control region或D-環，D-loop)，且不含有介入子 (Intron)，非密碼區很少等特性；因此，結合mtDNA標記和以聚合酶鏈鎖反應 (PCR) 為基礎的定序技術，廣泛運用於系統發育學、族群遺傳、族群結構及類緣關係等研究。