Forholdet mellom mitokondriell tetthet og muskelfunksjon har blitt godt studert hos idrettsutøvere. Idrettsutøvere som trener regelmessig har vist seg å ha høyere mitokondriell tetthet i muskelcellene sine enn stillesittende individer. Dette er fordi trening stimulerer produksjonen av mitokondrier i muskelceller, for å møte det økte energibehovet ved trening. Den høyere mitokondrielle tettheten gjør at idrettsutøvere kan produsere mer ATP og opprettholde høyere nivåer av treningsintensitet over lengre perioder.
I tillegg til antallet mitokondrier er kvaliteten på mitokondriene også viktig for muskelfunksjonen. Mitokondrier som er skadet eller dysfunksjonelle er mindre i stand til å produsere ATP, noe som kan føre til tretthet og redusert muskelytelse. Trening har vist seg å forbedre kvaliteten på mitokondriene, så vel som deres tetthet, noe som bidrar til den forbedrede muskelfunksjonen som sees hos idrettsutøvere.
Derfor er antallet mitokondrier i en muskelcelle en nøkkelfaktor for å bestemme hvor mye arbeid cellen kan gjøre. Idrettsutøvere som trener regelmessig har høyere mitokondriell tetthet og mitokondrier av høyere kvalitet, noe som gjør at de kan prestere på et høyere nivå enn stillesittende individer.