Trong ty thể có chứa các phân tử ADN riêng của nó, gọi là các ADN ty thể. Tập hợp tất cả các gen trên những ADN này trong ty thể tạo thành bộ gen ty thể (Mitochondrial genome). Các phân tử thuộc bộ gen ty thể đều là ADN vòng.[1][2][3]Mỗi ty thể chứa khoảng 5 - 10 phân tử ADN vòng trong chất nền (matrix) của nó. ADN ty thể cũng có cấu trúc sợi xoắn kép theo mô hình Watson-Crick và giống ADN của vi khuẩn (ADN dạng trần không có histôn). Bộ gen ty thể chứa các gen mã hóa cho khoảng 13 protein của riêng ty thể. Ngoài ra, ADN ty thể là cơ sở vật chất trong quá trình di truyền ngoài nhiễm sắc thể, ở người thường được gọi là di truyền theo mẹ.[2][4]Các dạng mARN, tARN, rARN trong ty thể đều được phiên mã từ ADN ty thể và chúng là cơ sở để ty thể tự tổng hợp lấy một số protein của nó, phục vụ cho hô hấp ty thể - một quá trình sống còn của tế bào.Ty thể có khả năng tự sinh sản bằng cách tự phân đôi ty thể mẹ thành các ty thể con do có hệ di truyền độc lập. ADN vòng