而线粒体内膜包含100多种不同的多肽，蛋白相对磷脂的比例相当高(质量比3：1，大约一个蛋白分子对15个磷脂)。此外，内膜富含一种少见的磷脂心磷脂，是细菌的质膜所特有的。

　　外膜包含很多称作“孔道蛋白”的整合蛋白，具有相对大的内部通道(大约2-3纳米，可允许离子和小分子通过。而大分子不能通过外膜。内膜不含孔道蛋白，通透性很弱，几乎所有离子和分子都需要特殊的跨膜转运蛋白来进出基质。