线粒体糖尿病是遗传缺损引起线粒体代谢酶缺陷，使ATP合成障碍、能量来源不足导致的一组异质性病变。Luft等（1962）首先报道一例
线粒体肌病，生化严重证实为氧化磷酸化脱偶联引起。
Anderson（1981）测定人类
线粒体DNA（mtDNA）全长序列，Holt（1988）首次作
线粒体病患者发现mtDNA缺失，证实mtDNA突变是人类疾病的重要病因，建立了有别于孟德尔遗传的线粒体遗传的新概念。根据线粒体病变部位不同可分为：①
线粒体肌病：线粒体病变侵犯骨骼肌为主；②
线粒体脑肌病：病变同时侵犯骨骼肌和
中枢神经系统；③
线粒体脑病：病变侵犯中枢神经系统为主。线粒体糖尿病的病因mtDNA3243A→G突变是病因。该突变发生于16SrRNA与tRNA交界处，改变了tRNALEU(UUR)双氢尿苷环，引起线粒体末端转录损害，从而使线粒体蛋白质合成异常和功能缺陷，影响呼吸链的组分与功能而致胰岛β细胞葡萄糖氧化磷酸化障碍，ATP产生不足，致胰岛素分泌障碍，能量合成障碍，引发糖尿病。
胰岛素抵抗亦不是其发病的主要病因。
本病系母系遗传，多在45岁以前起病，最早者11岁，但亦有迟至81岁才发病，常有轻至中度神经性耳聋症状，但耳聋与糖尿病起病时间可不一致，可间隔20年。多数患者初诊为
2型糖尿病，多无酮症倾向，但其体形消瘦，常伴有神经性耳聋及神经肌肉症状。发病时其胰岛β细胞功能尚可，常用口服降糖药治疗。随着病程延长，胰岛β细胞功能进行性低下，降糖药继发性失效而需用胰岛素治疗，部分起病时即需要胰岛素治疗。亦有少数初诊为
1型糖尿病并发生过
酮症酸中毒，但与1型糖尿病的不同点在于：①发病年龄相对较晚;②病程呈缓慢进展，临床症状也随着年龄的老化而加重;③胰岛β细胞功能低下是不完全的;④胰岛细胞抗体多为阴性，少数表现为低滴度持续阳性;⑤多有2型糖尿病家族史。
临床诊断以基因诊断技术确诊。
只有女性患者可将致病基因传递给后代，而后代无论男女均可发病。而患病男性不能向下传递致病突变。线粒体病具有量效现象，即小量的线粒体DNA突变可能不出现临床症状，随着突变线粒体比例增高，出现临床表现，且临床严重程度可能和突变比例成正相关。精子的
线粒体外膜上存在有泛素，当精子进入卵子后，受精卵以一种主动的方式降解了来自精子的线粒体及其中的DNA。糖尿病尤其2型糖尿病是一组具有显著遗传背景的多基因疾病，其遗传特征不符合典型的
孟德尔遗传规律。然而，我国绝大部分医院由于基因诊断技术所限，在诊断为2型糖尿病的人群中混杂有许多未明确诊断的单基因突变糖尿病，如MODY、线粒体糖尿病(MIDD)等。线粒体基因突变糖尿病(MIDD)的发现是近年来糖尿病
分子遗传学研究的重要进展之一,并成为糖尿病领域研究热点.自1992年，Ballinger首先报道了线粒体DNA的10.4kb的丢失导致糖尿病的1个家系。同年van den Ouweland发现另1家系的糖尿病是线粒体的tRNALeu(UUR)基因的异常即第3243位点A→G的点突变引起，二人分别确认线粒体糖尿病由线粒体基因突变引起。从此世界各地陆续有该基因突变致糖尿病的病例报道。大量研究证实，它是所知患病率最高的单基因突变糖尿病，已经为国内外学者所公认,能以简易的分子生物学技术检出,己成为首次进入日常临床基因诊断的一种糖尿病亚型。
线粒体病最容易影响的组织是脑、骨骼肌及心肌。神经系统损害主要表现有：眼外肌麻痹、中青年人卒中、癫痫发作、肌阵挛、视神经病、肌病、神经性耳聋、
共济失调、痴呆、
周围神经病、
肌张力障碍、脑脊液蛋白升高等。其它系统损害表现为：心脏传导阻滞、心肌病、母系遗传糖尿病、身材矮小、
甲状腺功能低下、
视网膜色素变性、白内障、
乳酸酸中毒、近端肾小管功能缺陷、
肾小球疾病、肝病、小肠假性梗阻、发作性呕吐、
全血细胞减少、胰腺功能失调及精神性疾病(特别是抑郁)、肿瘤等。
神经科临床多见的疾病有线粒体肌病，LHON，MELAS，CPEO，MERRF，KSS，Leigh病，NARP，Pearson综合症，Alpers病及Menkes病等。线粒体病的实验室检查异常包括：骨骼肌活检中破碎红纤维(RRF)，血清和脑脊液中的乳酸水平增高，肌电图肌原性损害和/或神经原性损害、周围神经病，听力图检查示
神经性耳聋，基底节钙化/坏死或MRI局限性信号异常，线粒体氧化磷酸化酶的缺陷，而mtDNA突变检测正日益成为诊断线粒体病的利器。
线粒体糖尿病(MIDD)常合并有
MELAS综合征(Mitochondrial Encephalomyopathy, Lactic Acidosis, and Stroke-like episodes)：线粒体性脑肌病,乳酸酸中毒,卒中样发作综合征，病者除有肌无力外，伴发肌阵挛癫痫、共济失调、
视神经萎缩、周围神经病以及神经性耳聋和
智能低下等症，癫痫发作和发作性呕吐为此型病者最常见症状。