线粒体基质（mitochondrial matrix）是[[线粒体内膜（inner membrane）]]所围成的内部空间，是三羧酸循环、\u03b2-氧化、氨基酸代谢等核心代谢反应的场所，也是线粒体自身遗传信息表达的中心。
结构特征
基质为高度浓缩的凝胶态水溶液，蛋白质浓度极高（约500 mg/mL），pH约7.8（比膜间隙高约0.5单位）。电子显微镜下呈均质致密态，偶见电子致密颗粒（储存Ca²⁺等离子）。
分子组成
基质含有：
• **代谢酶系**：三羧酸循环全部酶（除琥珀酸脱氢酶嵌于内膜外）、脂肪酸\u03b2-氧化酶系、氨基酸氧化分解酶
• **遗传系统**：mtDNA（环状双链DNA）、线粒体核糖体（[[线粒体核糖体（mt 核糖体）]]）、tRNA和相关酶
• **辅酶和辅因子**：NAD⁺、FAD、CoA-SH、TPP等
• **离子**：Mn²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺等
功能
线粒体基质是细胞有氧代谢的中枢：乙酰CoA在此经三羧酸循环彻底氧化为CO₂，产生的NADH和FADH₂传递给[[线粒体内膜（inner membrane）]]上的呼吸链，驱动ATP合成。基质pH维持碱性是质子梯度形成的必要条件。
参考资料
• Alberts *Molecular Biology of the Cell*
• Lehninger *Principles of Biochemistry*