线粒体 基质-内膜和嵴包围着的线粒体内部空间，含有很多“ 蛋白质 ”和 脂类 ， 催化 三羧酸循环 中 脂肪酸 和 丙酮酸 氧化的酶类，也都存在于基质中。线粒体有内外两层膜，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴的周围充满了液态的基质----这些基质就是线粒体基质，其中含有许多有氧呼吸有关的酶。是有氧呼吸的主要场所。
介绍
线粒体是 真核生物 具有的用于有氧呼吸的 细胞器 。线粒体基质是线粒体中由 线粒体内膜 包裹的内部空间，其中含有参与三羧酸循环、脂肪酸氧化、氨基酸降解等生化反应的酶等众多 蛋白质 ，所以较 细胞质 基质黏稠。 苹果酸脱氢酶 是线粒体基质的标志酶。 线粒体 基质中一般还含有线粒体自身的 脱氧核糖核酸 (即线粒体DNA)、 核糖核酸 和 核糖体 (即 线粒体核糖体 )。线粒体基质中的某些酶系组成 网状结构 ，与线粒体内膜内侧有一定的连接，利于上述 酶促反应 所形成的NADH转移至内膜的电子传递链中。线粒体基质中每1μL的水溶解了约1.25mg的蛋白质，而细胞质基质中每1μL的水溶解了约0.26mg蛋白质，显示线粒体基质较细胞质基质黏稠。虽然已知 线粒体内膜 含有可调节水分子转运的 水通道蛋白 ，线粒体维持内膜两侧的渗透平衡的方式仍不明晰。
主要功能
除各种酶之外，线粒体基质中还有 核糖体 和少量 脱氧核糖核酸 分子。也就是说， 线粒体 含有自己的 遗传物质 ，且具有能够加工其自身DNA和蛋白的工具。 细胞 染色体 之外的DNA编码几种线粒体的肽（人有13种），包括线粒体内膜中的蛋白，而更多的蛋白是由 细胞核 中的基因编码的。虽然线粒体的首要功能是分解 有机化合物 ，产生能量（以生成 atp 的形式），但线粒体在其他代谢反应里还起到很大的作用。如：细胞凋亡，谷氨酸受体介导的兴奋毒效应， 细胞增殖 ，细胞氧化还原状态调节，原 血红素 合成，胆固醇合成，产生热量（使生物保持温暖）。某些特定的细胞 线粒体 有特定的功能，例如 肝细胞 的线粒体含有处理氨的酶，可以处理这种 蛋白质 代谢后带有毒性的物质。如果某些与线粒体功能有关的 基因突变 ，会导致各种不同的 线粒体病 。
蛋白转运机制
线粒体基质中的蛋白质可统称为“粒线体基质蛋白质”，这些蛋白质除少数在粒线体基质中合成外，绝大多数由 细胞质 基质中的游离 核糖体 转译产生的。这些在线粒体外合成的蛋白转运过程十分复杂： 前体 蛋白在游离核糖体上释放后，在细胞质 分子伴侣 Hsp70辅助下解折叠，然后通过蛋白质N端的转运肽跟粒线体外膜上的受体蛋白识别，在受体上或受体附近的内外膜接触点处利用 atp 水解 产生的能量驱动前体蛋白进入转运蛋白的运输通道，然后由 电化学梯度 驱动穿过粒线体内膜、进入线粒体基质。在线粒体基质中，前体蛋白继续由mHsp70继续其解折叠状态，直至Hsp60对其进行正确折叠。在折叠后，转运肽酶切除蛋白末端的转运肽，线粒体基质 蛋白质 最终成熟，在线粒体基质中发挥作用。