La sordera de origen mitocondrial se relaciona en cerca del 100% de los casos con variantes en 3 posiciones del genoma mitocondrial, concretamente en los genes MT-RNR1 (m.1555A>G y m.1494C>T) y en MT-TS1 (m.7445A>C/T/G).
Las variantes patogénicas en MT-RNR1 se asocian tanto con predisposición a ototoxicidad por aminoglucósidos como a sordera neurosensorial no sindrómica de aparición tardía. Sin embargo, las variantes patogénicas en MT-TS1 suelen asociarse con la aparición de la sordera en la infancia. Esta última es generalmente también no sindrómica, aunque la sustitución MT-TS1 m.7445A>G se ha encontrado en algunas familias que también tienen queratodermia palmoplantar.