A mitokondriális sűrűség és az izomműködés közötti összefüggést jól tanulmányozták sportolók körében. Kimutatták, hogy a rendszeresen edzõ sportolók izomsejtjeiben nagyobb a mitokondriális denzitás, mint az ülõ egyéneknél. Ennek az az oka, hogy az edzés serkenti a mitokondriumok termelődését az izomsejtekben, hogy megfeleljen a testmozgás megnövekedett energiaigényének. A nagyobb mitokondriális sűrűség lehetővé teszi a sportolók számára, hogy több ATP-t termeljenek, és hosszabb ideig tartsák fenn a magasabb szintű edzésintenzitást.
Az izomműködés szempontjából a mitokondriumok számán kívül a mitokondriumok minősége is fontos. A sérült vagy nem működő mitokondriumok kevésbé képesek ATP-t termelni, ami fáradtsághoz és csökkent izomteljesítményhez vezethet. Kimutatták, hogy az edzés javítja a mitokondriumok minőségét és sűrűségét, ami hozzájárul a sportolók izomműködésének javulásához.
Ezért az izomsejtben lévő mitokondriumok száma kulcsfontosságú tényező annak meghatározásában, hogy a sejt mennyi munkát tud elvégezni. Azok a sportolók, akik rendszeresen edzenek, magasabb mitokondriális sűrűséggel és jobb minőségű mitokondriummal rendelkeznek, ami lehetővé teszi számukra, hogy magasabb szinten teljesítsenek, mint az ülő egyének.