线粒体内膜（ 英语：inner mitochondrial membrane，缩写为“IMM”）是位于 线粒体外膜内侧，包裹着 线粒体基质的一层 单位膜。线粒体内膜比外膜稍薄，厚约5-6 nm。线粒体内膜中 蛋白质与 磷脂的 质量比较高（约为0.7:0.3），并含有大量的 心磷脂（心磷脂与磷脂的质量比约为0.22:0.78）。线粒体内膜的某些部分会向线粒体基质折叠形成 嵴，嵴的形成可大大增加该膜的 表面积。线粒体内膜的标志酶是 细胞色素氧化酶。