Τόσο οι άνδρες όσο και οι γυναίκες έχουν μιτοχονδριακό DNA (mtDNA). Ωστόσο, μόνο οι γυναίκες μπορούν να περάσουν στα παιδιά τους το μιτοχονδριακό DNA. Το μιτοχονδριακό DNA έχει μοναδικά χαρακτηριστικά, που το καθιστούν μια εναλλακτική λύση σε ορισμένες περιστάσεις. Ο υψηλός αριθμός αντιγράφων του μιτοχονδριακού DΝΑ στα κύτταρα επιτρέπουν την ανάλυση σε χαμηλής ποσότητας ή κακής ποιότητας δείγματα κι η ανάλυση του μιτοχονδριακού DNA παρέχει πληροφορίες για την κληρονομική σύνδεση και ταυτοποίηση με τη μητέρα ή τους συγγενείς της.
Σε περιπτώσεις όπου οι γονείς ή άλλα μέλη δεν είναι διαθέσιμα, αντί να αναλυθούν πολλαπλά μέλη της οικογένειας με την ΄κλασσική’ τυποποίηση πυρηνικού DNA, είναι δυνατό να εφαρμοσθεί η ανάλυση του μιτοχονδριακού DNA για να επιβεβαιωθεί η μητρική συγγένεια. Ενώ το μιτοχονδριακό DNA είναι χρήσιμο για ταυτοποιήσεις μητρικής κληρονομικότητας, δεν μπορεί να εφαρμοσθεί στην ταυτοποίηση της πατρότητας.
Η εξέταση αυτή συγκρίνει την αλληλουχία του μιτοχονδριακού DNA με την αλληλουχία αναφοράς (Cambridge sequence) και προσδιορίζει αλλαγές σε 2 συγκεκριμένες μεταβαλλόμενες περιοχές , που υπάρχουν στο δείγμα και κληρονομούνται από γενιά σε γενιά στην οικογένεια. Πρέπει να τονιστεί ότι οι αναλύσεις του μιτοχονδριακού DNA είναι οι πιο απαιτητικές και χρονοβόρες αναλύσεις τυποποίησης του DNA.