Ở động vật, ngoài hệ gen trong nhân còn có hệ gen tế bào chất nằm trong ty thể chiếm tỉ lệ từ 1-5% ADN của tế bào. Mỗi ty thể có chứa một số bản sao của ADN và bởi vì mỗi tế bào chứa nhiều ty thể nên số lượng ADN ty thể có thể rất lớn. Trong tế bào trứng của động vật có xương sống, ước tính con số này lên đến 108. Hệ gen ty thể là phân tử ADN trần, kép, mạch vòng gồm 2 chuỗi: chuỗi nặng (H strand) giàu guanin và chuỗi nhẹ (L strand) giàu cytosin