細胞質遺傳的物質基礎是細胞質中的DNA，細胞質遺傳在實踐中的應用很廣泛。
（一）概念
由細胞質基因所決定的遺傳現象和遺傳規律，也稱為非孟德爾遺傳，核外遺傳。
（二）特性
1．后代的表型象母親(又叫母系遺傳,偏母遺傳)；
2．不遵循孟德爾遺傳，后代不出現一定的比例；
3．正交和反交后代的表型不同。
（三）機制
精卵結合中形成的合子父母雙親所提供的遺傳物質不均等，在雜種受精卵的原生質體中，核來自于父母雙方，而細胞質卻幾乎完全來自其母親(精子受精時胞質很少甚至不能進入卵細胞中)。
在細胞分裂過程中，細胞質基因呈現不均等分配，因此細胞質遺傳不遵循孟德爾定律。
（四）物質基礎
線粒體基因組(mtDNA)
葉綠體基因組(ctDNACpDNA)
細胞共生體基因組
細菌質粒基因組
非細胞器基因組
細胞器基因組
細胞質基因組
葉綠體基因組
1.細胞核遺傳與細胞質遺傳的區別
(1)細胞核和細胞質的遺傳物質都是DNA分子，但是分布的位置不同。細胞核遺傳的遺傳物質在細胞核中，細胞質遺傳的遺傳物質在細胞質中。
(2)細胞核和細胞質的遺傳橋梁都是配子，但是細胞核遺傳雌雄配子的核遺傳物質相等，而細胞質遺傳物質主要存在于卵細胞中。
(3)細胞核和細胞質的性狀表達主要通過體細胞進行的。核遺傳物質的載體(染色體)有均分機制，進行均分遵循遺傳規律；細胞質遺傳物質的載體(具有DNA的細胞器)沒有均分機制，而是隨機的。
(4)細胞核遺傳時，正反交相同.細胞質遺傳時，F1的性狀均與母本相同，即母系遺傳。
2.線粒體和葉綠體是半自主性細胞器
研究發現，線粒體和葉綠體中除有DNA外，還有RNA(mRNA、tRNA、rRNA)，核糖體等。說明這兩種細胞器都具有獨立進行轉錄和翻譯的功能，也就是說，線粒體和葉綠體都具有自身轉錄RNA和翻譯蛋白質的體系。但迄今為止，人們發現葉綠體只能合成13種蛋白質，線粒體能夠合成的蛋白質也只有60多種，而參與組成線粒體和葉綠體的蛋白質卻分別上千種。這說明，線粒體和葉綠體中自身編碼，合成的蛋白質并不多，它們中的絕大多數蛋白質是由核基因編碼，在細胞質核糖體上合成的。也就是說，線粒體和葉綠體的自主程度是有限的，它們對核遺傳系統有很大的依賴性。因此，線粒體和葉綠體的生長和增殖是受核基因組及自身的基因組兩套遺傳信息系統控制的，所以它們都被稱為半自主性細胞器。