Mitokondri, endosimbiyoz kuramına göre, uzun zaman önce büyük hücrelere geçen ve simbiyotik olarak yaşamaya başlayan aerob prokaryotların evrimleşmesi sonucu çift zarlı bir yapı kazanmıştır. Bu nedenle, mitokondrinin kendi zarı ve hücrenin onu içine alırken etrafına sardığı zar olmak üzere iki zarı vardır ve bu da çift zarlı olmasına neden olur.