線粒體DNA

大約十幾億年前，線粒體進入大的微生物并定居其中。線粒體DNA只有16569個核苷酸，這與擁有6000萬個核苷酸的Y染色體DNA相比確實非常小。線粒體DNA不在細胞核的染色體組（基因組）里，也不參與卵子與精子的重組。父親的精子里的線粒體很少，僅在尾基部，這些線粒體只為精子提供有限的“動力”：精子游到子宮、鉆入卵子的動力，然后殘余的線粒體就被丟棄，沒有進入卵子參與胚胎的形成。此后，所有線粒體都是母親的線粒體。換言之，無論兒子還是女兒，都僅僅繼承了來自母親的線粒體DNA，男性的線粒體不會遺傳給下一代。因此，線粒體DNA成為我們追蹤女性先祖的線索。

核細胞DNA傳承給所有后代

線粒體DNA僅僅單一地由女性傳承給后代，父親的線粒體沒有繼續傳承

隨著細胞的分裂和復制，無論女性的線粒體的DNA，還是男性的細胞核里的Y染色體DNA，都會偶爾產生一些簡單的錯誤，造成DNA的改變，稱為突變。細胞的錯誤校正機制能夠修正絕大部分錯誤，只有一小部分突變會逃過這種監督機制，保存下來。這些突變，如果發生在產生卵子和精子的生殖細胞里，就會遺傳給下一代。發生在身體其他細胞中的突變，則不會遺傳給下一代。大多數DNA突變，對于人體的健康是完全沒有影響的（無害的），只是某些非常偶然的機會，突變才會影響某些特別重要的基因，使其失去功能，最壞的可能性是造成嚴重的遺傳疾病。

細胞核DNA（基因組）中發生突變的頻率極低，每一次細胞復制時，大約10億個核苷堿基中才會發生1-50個突變。對比之下，線粒體的錯誤校正機制能力較低，“漏網”的突變大約為細胞核DNA的100倍。也就是說，如果我們把DNA中累積的突變的數量作為計算時間長度的一種“分子鐘”，這個分子鐘在線粒體中比在細胞核中要走得快得多。這樣一來，線粒體作為人類進化調查的工具，就更有吸引力了。

遺傳學家正是利用這一點，通過計算累積突變的數量推算出了人類起源的時間。但是，如果突變速率太慢，就會有太多人的線粒體DNA完全一樣，導致沒有足夠的多樣性來對比差異（分析隨著時間變遷發生的差異）。這是“夏娃發現較早、亞當發現較晚”的原因之一。