„Mitochondriale Eva“ nennen Wissenschaftler die Frau, die matrilineare jüngste gemeinsame Vorfahrin aller lebenden Menschen ist. Das bedeutet, dass alle lebenden Menschen über mitochondriale DNA verfügen, die von ihr stammt. Mitochondriale Eve soll eine Frau sein, die vor etwa 140,000 Jahren in Ostafrika lebte. Das Konzept unterscheidet sich vom jüngsten gemeinsamen Vorfahren – da die Anzahl der Vorfahren, die man hat, exponentiell ansteigt, wenn man in die Vergangenheit reist, lebte der jüngste gemeinsame Vorfahr der gesamten Menschheit in jüngerer Zeit, wahrscheinlich vor weniger als 100,000 Jahren. Aber aufgrund der sexuellen Rekombination der nuklearen DNA hat jeder lebende Mensch heute nur einen Bruchteil des gemeinsamen genetischen Materials mit diesem gemeinsamen Vorfahren.
Die Tests, die Wissenschaftler ungefähr wissen lassen, wann die mitochondriale Eva gelebt hat, basieren auf mitochondrialer DNA, kleinen DNA-Schleifen, die in den Mitrochondrien, den Kraftwerken unserer Zellen, vorkommen. Mitochondriale DNA geht nur eine genetische Rekombination mit sich selbst ein, was bedeutet, dass sie von der Mutter zu den Nachkommen relativ konstant bleibt. Der einzige Faktor, der sie verändert, ist die Mutation, und da die durchschnittliche Mutationsrate bekannt ist, können Wissenschaftler abschätzen, wie sehr verschiedene menschliche (oder tierische) Abstammungslinien miteinander verwandt sind und wann ihr jüngster gemeinsamer Vorfahr wahrscheinlich gelebt hat. Die Schätzungen sind in der Regel genauer, wenn die Zeitskala relativ kurz ist, in Hunderttausenden von Jahren statt in Millionen von Jahren. Zeitskalen, die Hunderte von Millionen Jahren umfassen, gelten im Allgemeinen als wenig genau.
Es gibt einige Missverständnisse, die mit dem Konzept der mitochondrialen Eva verbunden sind. Diese Frau war zu dieser Zeit nicht der einzige lebende Mensch – da die Menschen schrittweise von anderen Hominiden abstammen, sind Wissenschaftler der Meinung, dass es keinen „Adam und Eva“ gab – kein Gründungspaar, und die mitochondriale Eva repräsentiert nur die Person, die alle lebenden Menschen bekommen haben mitochondriale DNA aus. Mitochondriale Eve war eine Frau unter Zehn- oder Hunderttausenden, die zu dieser Zeit in Afrika lebten. Andere damals lebende Weibchen waren vielleicht die gemeinsamen Vorfahren aller heute lebenden Menschen, aber zwischen damals und heute existiert mindestens ein Männchen in ihrer Ahnenlinie. Umgekehrt brachte die mitochondriale Eva eine Tochter zur Welt, die eine andere Tochter zur Welt brachte, über Tausende von Generationen bis heute, wo die mitochondriale DNA immer noch in einem Tochter-zu-Tochter-Format weitergegeben wird.