线粒体作为细胞内的关键细胞器，不仅参与能量产生和多种生物合成过程，还广泛参与调节许多生理和病理过程。
能量代谢：线粒体是细胞内的“能量工厂”，它通过氧化磷酸化过程将营养物质转化为细胞可用的能量形式——三磷酸腺苷（ATP）。这一过程为细胞的各种生理活动提供所需的能量。
细胞凋亡与自噬：线粒体在细胞凋亡和自噬过程中发挥关键作用。当细胞受到严重损伤或特定信号刺激时，线粒体可能释放凋亡因子，触发细胞凋亡过程。此外，线粒体还参与自噬过程，通过清除受损或多余的细胞器和蛋白质来维持细胞的稳态。
钙离子平衡调节：线粒体能够调节细胞内的钙离子浓度，这对于维持细胞的正常功能和信号传导至关重要。
氧化应激：线粒体是细胞内活性自由基的主要来源，它们参与调节氧化应激反应。当细胞受到氧化应激时，线粒体通过一系列机制来维持细胞的氧化还原平衡，防止氧化损伤。
合成蛋白质与核酸：线粒体还是合成蛋白质、核酸和类脂等生物活性物质的主要场所，这些物质对于细胞的正常功能和代谢至关重要。
免疫与炎症调节：线粒体通过激活免疫信号通路、提供先天免疫信号平台以及参与细胞凋亡和坏死过程等方式，精细地调控机体的免疫反应和炎症过程。线粒体功能障碍与多种免疫和炎症相关疾病的发生和发展密切相关。
此外，线粒体还参与调节许多其他生理过程，如肝脏中的胆固醇和荷尔蒙合成、血液糖平衡以及肌肉代谢等。在病理过程中，线粒体功能障碍与多种慢性疾病和老年病的发生和发展密切相关，如心血管疾病、糖尿病、帕金森病和阿尔茨海默病等。