Die heutigen mitochondrialen DNA-Tests haben uns viele wertvolle Informationen über die Frühgeschichte der Menschheit geliefert. Sein wichtigster Beitrag war die Überprüfung der Out-of-Africa-Theorie, auch bekannt als die jüngste Single-Origin-Hypothese. Die Out-of-Africa-Theorie behauptet, dass die gesamte Menschheit von einer Gründungsgruppe abstammt, die ihren Ursprung in Ostafrika hat, wahrscheinlich irgendwo im heutigen Tansania. Ihr Hauptkonkurrent, der heute weitgehend abgelehnt wird, ist die Multiple Origin-Theorie, eine Gruppe verwandter Behauptungen, dass die Menschheit getrennt aus verschiedenen Gebieten stammt, von verschiedenen vormenschlichen Affen und anschließend gekreuzt wurde.
Die am häufigsten verwendete Art von DNA-Tests, um die frühen Ursprünge der Menschheit zu untersuchen, sind mtDNA-Tests, auch bekannt als mitochondriale DNA. Mitochondriale DNA besteht aus kleinen DNA-Stücken, die in den Mitochondrien (Kraftwerken) von Zellen vorkommen. Sie wird matrilinear vererbt, d.h. du bekommst deine mtDNA von deiner Mutter. Es gibt eine andere Art von DNA, die Y-chromosomale DNA, die patrilinear weitergegeben wird. Mit beiden sind verschiedene Formen des DNA-Tests verbunden. Der Grund, warum diese beiden DNA-Typen für die Untersuchung früher menschlicher Wanderungen einzigartig nützlich sind, liegt darin, dass sie die einzige DNA sind, die aufgrund genetischer Rekombination nicht ständig neu gemischt wird.
Das Datum, an dem der gemeinsame mtDNA-Vorfahr aller lebenden Menschen, bekannt als „Mitochondriale Eva“, lebte, wird durch DNA-Tests als vor etwa 140,000 Jahren angegeben. Dies ist nicht der jüngste gemeinsame Vorfahre aller Menschen, die viel jünger lebten, nur vor 2,000 bis 5,000 Jahren, sondern der jüngste gemeinsame Vorfahre durch die mtDNA-Linie. Durch die Untersuchung, wie sich DNA-Haplogruppen von der mitochondrialen Eva abzweigen, indem die mtDNA von Tausenden von Menschen auf der ganzen Welt getestet wird, können Wissenschaftler ein ungefähres Bild davon bekommen, wie die frühen Migrationsmuster verlaufen sind.
Der moderne Mensch entstand laut DNA-Tests vor etwa 140,000 Jahren in Ostafrika, wo er mehrere Zehntausend Jahre ausschließlich lebte. Dies entspricht der Haplogruppe L1. Zwischen 84,000 und 107,000 Jahren breiteten sich die Menschen in den Rest Afrikas aus, wodurch die Haplogruppen L2 und L3 entstanden, die nach Westen bzw. Nordosten gingen. Die meisten modernen Afroamerikaner sind Mitglieder der Haplogruppe L2.
Vor etwa 72,000 Jahren überquerte eine kleine Gruppe der Haplogruppe L3, die wahrscheinlich nur 100-200 Individuen umfasste, das Rote Meer in den heutigen Jemen. Dies sind die Vorfahren aller Menschen außerhalb Afrikas. Sie breiteten sich nach Europa, Asien und Australien aus, wo sie vor etwa 50,000 Jahren ankamen. Vor etwa 12,000 Jahren fand eine ähnliche diskrete Migration über die Bering-Landbrücke nach Amerika statt. Diese Gruppe sind die direkten Vorfahren aller heutigen Ureinwohner Nord- und Südamerikas. Zuletzt besiedelten Menschen die Inseln des Pazifiks von Startplätzen in Südostasien aus. Anthropologische und archäologische Beweise stützen diese Ansicht der frühen menschlichen Migration weitgehend.