線粒體，是細胞中充當能量工廠進行氧化磷酸化產生能量物質ATP的細胞器，線粒體擁有自己獨立的基因組。受精過程當中，來自父親精子中的線粒體會被酶分解，因此每個人的線粒體基因組是從母親那（卵細胞）遺傳而來的，即線粒體血統都是母系的。

線粒體夏娃，是指目前所有現存人類的母系的直系祖先，世界範圍所有的人類，都可以通過母系回溯到的最終最早的一個女性身上。

爲了推斷線粒體夏娃的年代，科學家必須將所有隨機人之間的親緣關係轉化爲一種時間尺度。人類線粒體除了包含37個基因外，還包含一個超變量區域，該區域的變化速度足夠快，可以作爲一個現代人起源的分子時鐘，把基因序列之間的差異轉化爲它們在時間上的進化過程。

目前對於“線粒體夏娃”確切時間尚未確定，但與現代智人的物種形成時間一致，都早於現代智人走出非洲

1987年，一項世界範圍的關於人類線粒體DNA的調查結果在《自然》雜誌上發表，首次提出“目前地球所有人類的線粒體DNA都來自於同一個女人”，大概在20萬年前的非洲，這個女人就被稱爲“線粒體夏娃”或“非洲夏娃”。2009年的一項研究結果估計是在15.2年到23.4萬年前。最近的線粒體單倍羣結果發表在2013年的《科學》雜誌，對“線粒體夏娃”的估計大約在9.9-14.8萬年前。

線粒體夏娃與聖經中的夏娃區別

人類的進化時間尺度遠遠不止20萬年。因此，線粒體夏娃肯定不是第一個人類女性，也不可能是當時唯一活着的女性。而是她那個時代的衆多女性之一，在歷史的進程不斷進化過程當中，其它母系血統全部滅絕，只有一支母系——“線粒體夏娃”存活了下來。但是目前還不能確認其它母系的遺傳瓶頸究竟是什麼。