Суть метода состоит в митохондриальном донорстве здоровых женщин путём передачи клеточного материала будущим матерям, чьи митохондрии подвержены мутациям, генетически передающимся детям. 

Процедура заключается в оплодотворении яйцеклеток матери и женщины-донора. Затем ядерный генетический материал донорской яйцеклетки замещают материалом будущей матери. Полученная яйцеклетка имеет полный набор хромосом от обоих родителей, но несёт здоровые митохондрии донора, после чего её имплантируют в матку.

Зачатый ребёнок имеет ДНК матери и отца, а также небольшое количество донорского материала (около 37 генов). Соответственно 99,8% ДНК ребенка всё равно принадлежит биологическим родителям.

Исследование метода митохондриальной заместительной терапии (МЗТ) было впервые проведено врачами из Центра лечения бесплодия в Ньюкасле.

Естественное зачатие для носительниц подобных мутаций часто ведёт к непредсказуемому исходу. Некоторые дети рождаются здоровыми, наследуя лишь часть митохондрий с аномалиями. Другие же могут унаследовать гораздо большее число дефектов и заболеть в будущем тяжёлыми, прогрессирующими и зачастую смертельными заболеваниями. Примерно один из 6000 детей наследует митохондриальные нарушения, которые в будущем ведут к нарушениям работы мозга, сердца, мышц и печени.

Новый метод ЭКО принят на законодательном уровне в Великобритании. Решение принимают индивидуально в каждом случае. На данный момент одобрение Управления по оплодотворению и эмбриологии человека Великобритании одобрило 30 подобных процедур ЭКО. 

Полученный клинический опыт МЗТ обнадёживает, но количество зарегистрированных случаев на данный момент слишком мало, чтобы делать какие-либо окончательные выводы о безопасности или эффективности метода.