Mitokondriyal yoğunluk ile kas fonksiyonu arasındaki ilişki sporcularda iyi incelenmiştir. Düzenli olarak antrenman yapan sporcuların kas hücrelerinde, hareketsiz bireylere göre daha yüksek mitokondri yoğunluğuna sahip olduğu gösterilmiştir. Bunun nedeni, egzersizin artan enerji ihtiyacını karşılamak için kas hücrelerinde mitokondri üretimini uyarmasıdır. Daha yüksek mitokondriyal yoğunluk, sporcuların daha fazla ATP üretmesine ve daha uzun süreler boyunca daha yüksek düzeyde egzersiz yoğunluğu sürdürmesine olanak tanır.
Mitokondri sayısının yanı sıra mitokondri kalitesi de kas fonksiyonu için önemlidir. Hasar görmüş veya işlevsiz olan mitokondri ATP'yi daha az üretebilir, bu da yorgunluğa ve kas performansının azalmasına neden olabilir. Egzersizin, mitokondri kalitesinin yanı sıra yoğunluğunu da iyileştirdiği, bunun da sporcularda görülen gelişmiş kas fonksiyonuna katkıda bulunduğu gösterilmiştir.
Bu nedenle bir kas hücresindeki mitokondri sayısı, hücrenin ne kadar iş yapabileceğini belirleyen önemli bir faktördür. Düzenli olarak antrenman yapan sporcuların mitokondri yoğunlukları daha yüksek ve mitokondrileri daha kalitelidir; bu da onların hareketsiz bireylere göre daha yüksek düzeyde performans göstermelerine olanak tanır.