El mtDNA humano lleva a la hipótesis mitocondrial de Eva.

En mamíferos, el 99,99% del ADN mitocondrial (mtDNA) se hereda de la madre. Se debe a que el espermatozoide lleva sus mitocondrias en la cola y sólo tiene 100 mitocondrias frente a las 100.000 del óvulo.

En los años 80, Allan Wilson comienza a usar el mtDNA para estudiar la evolución humana.
En dos artículos publicados en 1987 y 1991, él y sus colegas propusieron que todos provenimos de una población de humanos que vivieron en África aproximadamente hace 200.000 años.

2,8% de los pares de bases mitocondriales difieren en la población sub-Sahariana estudiada.
Los chimpacés y los humanos divergieron hace 5 millones de años, y los mtDNAs humano y de chimpancé difieren en un 15% de los pares de bases del mtDNA.

Ajustando los datos sobre las múltiples sustituciones en el mismo par de bases, calcularon que el mtDNA diverge en una tasa de 13,8% por millón de años.

Asumiendo que este "reloj molecular" se mueve a una velocidad constante, determinaron que una "Eva mitocondrial" de la que todos derivam0s vivió (2,8/13,8) hace unos 0,20 millones de años. Aunque ha habido mucha discusión sobre los métodos estadísticos utilizados, muchos evolucionistas genetistas aceptan que las mujeres llevan nuestro ancestral mtDNA que vivió en el África sub-Sahariana aproximadamente hace 200.000 años.