Mitochondrie jsou hlavním místem intracelulární biosyntézy a místem metabolismu acetaminofenu a jsou považovány za hlavní cíle působení NAPQI. 95% vysokoenergetických sloučenin potřebných pro metabolismus buněčné energie je poskytováno mitochondriemi a poškození mitochondrií přímo způsobí smrt buněk. Kausbal et al. (9) zjistilo, že acetaminofen zvýší tekutost mitochondriální membrány u kaprů Jian. Fluidita mitochondriální membrány je předpokladem pro to, aby její biologická funkce zůstala normální, a změny tekutin způsobí poškození mitochondriální funkce. U kaprů Jian otrávených acetaminofenem byl obsah kyselých fosfolipidů v mitochondriích i hodnota Vmax nízkoafinitní složky ATPázy snížena o 50%, což mělo za následek snížení aktivity ATPázy a mitochondriální dysfunkce, která je způsobena toxicitou jater acetaminofenu Jeden z nejdůležitějších mechanismů