线粒体第一次被发现是在1890年，而于1936年更进一步发现其含有自己独特的DNA。线粒体最基本的角色在于控制细胞中氧化反应的能量供给，因此对于胚胎发育，细胞凋亡以及老化都很重要。
线粒体在胚胎发育过程中之角色
排卵时卵细胞包含着大约十万个线粒体，但这些线粒体在结构上尚未分化，且产生的ATP浓度较低。直到胚胎早期，由于局部能量之需求，线粒体在细胞内会重新分布。如果这个过程受到破坏，则对于染色体的重组与分离有不好的影响。不同细胞间线粒体的差异影响了卵细胞ATP多寡的差异，虽然并不影响卵子受精的能力，但却反应了之后胚胎发育的潜能。再者，我们都知道线粒体的健康对于胚胎是很重要的，甚至于在D-loop外若存在线粒体突变的话，往往导致胚胎死亡。因此细胞质因素以及其内之线粒体与ATP对于胚胎生长及发育的作用是显而易见的。
对于不孕症的治疗而言，影响人类胚胎发育与著床的因素有很多，其中一个主要因素是母体年龄，特别是卵细胞质品质不良被认为是主因，尤其是卵细胞质中线粒体功能不良所导致的ATP效能不足更是重要因素。细胞质转移在小鼠实验中被证明可增加小鼠细胞质接受者的ATP产量，因而增进胚胎发育与著床。而在人类有些病人在屡次施行试管婴儿治疗后，虽然用尽各种方法来改善其胚胎品质却仍难以奏效。对于这些病人而言，美国的Cohen在1997年首先于Lancet发表了一种突破性的方法，也就是用卵细胞质转殖术，来治疗这些病人。其做法并不困难且与ICSI类似，就是将部分被认为健康的卵细胞质经显微注射到不孕病患的卵细胞内，藉由外来细胞质与其内各种因子的挹注，包括线粒体，来改善细胞质的品质，以增进卵细胞受精及分裂的状况。
相关实验的结果中，线粒体被认为是最重要的因素。但由于Cohen的卵细胞质转殖术，所转移的细胞质来自捐赠者，因此不同个体间线粒体DNA的遗传问题备受质疑，因此最近也有台湾北医的研究者，尝试以患者本身的颗粒细胞，分离出其中的线粒体，再经显微注射注入卵细胞质，而达到改善胚胎发育与著床的目的，亦引起广泛的讨论。但其所能注入的线粒体数目有限，加以体细胞与生殖细胞间不同的线粒体，其作用是否能够相辅相成，以及缺乏对照组与动物实验来佐证其效用，使得这种治疗是否真能改善胚胎发育，成为大家讨论的焦点，也可见线粒体在胚胎发育过程中所受到的重视。
在了解线粒体对胚胎发育、授精，乃至于怀胎后透过母系遗传对小孩未来的健康及寿命影响甚大的状况来看，备孕阶段有计画性的活化母体线粒体可谓重中之重。
