Le citopatie mitocondriali raggruppano delle patologie eterogenee clinicamente e geneticamente, il cui denominatore comune è una disfunzione della catena respiratoria mitocondriale. La catena respiratoria mitocondriale ha, come ruolo essenziale, la sintesi dell'energia necessaria a tutte le cellule dell'organismo. Così, un malfunzionamento della catena respiratoria può manifestarsi con qualsiasi sintomo e interessare qualsiasi organo o tessuto, ad ogni età e con tutte le modalità di eredità possibili, tenuto conto della doppia origine genetica della catena respiratoria mitocondriale. L'indagine diagnostica delle malattie mitocondriali si esegue in diversi passaggi. Le indagini cliniche, paracliniche e metaboliche ricercheranno degli argomenti a favore della malattia, che permetteranno di ipotizzare la diagnosi. Le indagini enzimatiche e molecolari hanno lo scopo di confermare la diagnosi. La grande variabilità di espressione clinica, la necessità di procedure diagnostiche invasive e la grande eterogeneità genetica fanno della diagnosi delle citopatie mitocondriali una sfida importante per il medico e richiedono una collaborazione stretta tra medici e laboratori di diagnosi con esperienza biochimica e molecolare di queste patologie.