A surdez de origem mitocondrial relaciona-se, em cerca de 100% dos casos, com variantes em 3 posições do genoma mitocondrial, concretamente nos genes MT-RNR1 (m.1555A>G e m.1494C>T) e no MT-TS1 (m.7445A>C/T/G).
As variantes patogénicas em MT-RNR1 associam-se tanto à predisposição para ototoxicidade por aminoglicosídeos como à surdez neurossensorial não sindrómica de início tardio. No entanto, as variantes patogénicas em MT-TS1 costumam associar-se ao aparecimento de surdez na infância. Esta última é geralmente também não sindrómica, embora a substituição MT-TS1 m.7445A>G tenha sido encontrada em algumas famílias que também apresentam queratodermia palmoplantar.