Mitochondria plemników są strukturami unikalnymi i nieco odmiennymi od mitochondriów somatycznych. Przechodzą one szereg morfologicznych, biochemicznych i molekularnych zmian związanych z ekspresją specyficznych białek strukturalnych i enzymatycznych, będących markerami ich dojrzewania podczas spermatogenezy. Należą do nich między innymi gonadalny cytochrom cT, LDH-C4, oksydaza sulfhydrylowa, proteaza LON i hsp60.