線粒體DNA和核DNA使用不同的遺傳密碼。例如，線粒體轉(zhuǎn)錄色氨酸的密碼子是UGA，而核遺傳密碼UGA是終止密碼子；在線粒體遺傳密碼中，AUA編碼蛋氨酸而不是異亮氨酸，AGA和AGG均是終止密碼子而不是編碼精氨酸。

    線粒體中DNA修復(fù)機(jī)制相對(duì)較少，因此與核DNA相比突變率更高。另外，在復(fù)制過程中，由于mtDNA聚合酶缺乏校正能力，導(dǎo)致突變率增加。然而，10倍以上的突變率（相對(duì)于核DNA）有助于在沒有其他變異的同一母系樣本中發(fā)現(xiàn)更多的差異。盡管突變有時(shí)會(huì)給確定家系關(guān)系帶來(lái)障礙，但在絕大多數(shù)人類個(gè)體識(shí)別中變異率增加是有益的（相當(dāng)比對(duì)骨骼樣本與從遠(yuǎn)房母系親屬參考樣本時(shí)）。

    mtDNA的環(huán)狀結(jié)構(gòu)使它不易受降解DNA分子的核酸外切酶的影響，在法醫(yī)DNA檢驗(yàn)時(shí)能保持完整的DNA分子。相對(duì)于核DNA染色體而言，每個(gè)細(xì)胞中mtDNA分子的數(shù)目龐大，且被包裹在雙壁細(xì)胞壁中，這都有助于提高mtDNA的存活率。