线粒体是真核生物进行氧化代谢的部位，是糖类、脂肪和氨基酸终氧化释放能量的场所。线粒体负责的终氧化的共同途径是三羧酸循环与氧化磷酸化，分别对应有氧呼吸的第二、三阶段。细胞质基质中完成的糖酵解和在线粒体基质中完成的三羧酸循环在会产还原型腺嘌呤二核苷酸（reducednicotinarnideadeninedinucleotide，NADH）和还原型黄素腺嘌呤二核苷酸（reducedflavinadenosinedinucleotide，FADH2）等高能分子。
线粒体呼吸仪即为传统意义上的液相氧电极，氧电极是为测定水中微量溶解氧含量而设计的一种极谱电极，除了测定线粒体呼吸还具有更为广泛的用途。它具有灵敏度高、反应快、可以连续测量、记录，能够追踪反应的动态变化过程等优点，因而在叶绿体及线粒体悬浮液的光合放氧和呼吸耗氧的研究上，在对某些耗氧或放氧的酶促反应的研究上，都得到了广泛的应用。人们利用这种技术测定溶液中叶碎块或游离叶细胞的光合放氧和呼吸速率，进一步改进反应室，方便的测定气体中氧气的变化动态，现已发展成为一种简便快速的测定氧气变化的常规技术。
线粒体呼吸仪广泛应用于植物生理学、农学、园艺学、林学、微生物学、藻类生物学、生命科学、海洋生物学、动物学，人体医学以及环境科学等领域。
1、测定动物、植物组织细胞、微生物的呼吸速率和呼吸途径的变化，分析抗氰呼吸途径、细胞色素氧化酶途径、糖酵解途径、三羧酸途径的变化。
2、测定动物、植物等线粒体的呼吸及I态、II态、III态、IV态呼吸，研究呼吸控制率及P/O比。
3、测定有氧参与的酶促反应过程。如多酚氧化酶、脂氧合酶、H2O2酶等活性。
4、测定化学合成放氧物质的放氧速率。
