Tes DNA mitokondria saat ini telah memberi kita banyak informasi berharga tentang sejarah awal umat manusia. Kontribusinya yang paling penting telah memverifikasi teori Out-of-Africa, juga dikenal sebagai hipotesis asal tunggal baru-baru ini. Teori Out-of-Africa menegaskan bahwa semua umat manusia berasal dari satu kelompok pendiri yang berasal dari Afrika Timur, mungkin di suatu tempat di sekitar Tanzania modern. Pesaing utamanya, sekarang sebagian besar diberhentikan, adalah teori Multiple Origin, sekelompok klaim terkait bahwa umat manusia secara terpisah berasal dari daerah yang berbeda, dari kera pra-manusia yang berbeda, dan kemudian kawin silang.
Jenis pengujian DNA yang paling sering digunakan untuk mempelajari asal usul awal manusia adalah pengujian mtDNA, juga dikenal sebagai DNA mitokondria. DNA mitokondria terdiri dari potongan-potongan kecil DNA yang ditemukan di mitokondria (pembangkit listrik) sel. Ini diturunkan secara matrilineal, artinya Anda mendapatkan mtDNA dari ibu Anda. Ada jenis DNA lain, DNA kromosom Y, yang diturunkan secara patrilineal. Berbagai bentuk tes DNA terkait dengan keduanya. Alasan mengapa kedua jenis DNA ini secara unik berguna untuk mempelajari migrasi manusia purba adalah karena mereka adalah satu-satunya DNA yang tidak terus-menerus diacak karena rekombinasi genetik.
Tanggal bahwa nenek moyang mtDNA umum dari semua manusia yang hidup, yang dikenal sebagai “Mitochondrial Eve” masih hidup diberikan oleh tes DNA sekitar 140,000 tahun yang lalu. Ini bukan nenek moyang yang paling baru dari semua manusia, yang hidup jauh lebih baru, hanya 2,000 sampai 5,000 tahun yang lalu, tetapi nenek moyang yang paling baru melalui garis mtDNA. Dengan mempelajari bagaimana DNA haplogroup bercabang dari Mitokondria Hawa dengan menguji mtDNA dari ribuan orang di seluruh dunia, para ilmuwan bisa mendapatkan gambaran perkiraan tentang bagaimana pola migrasi awal pergi.
Menurut tes DNA, manusia modern berasal sekitar 140,000 tahun yang lalu di Afrika Timur, di mana mereka hidup secara eksklusif selama beberapa puluh ribu tahun. Ini sesuai dengan haplogroup L1. Antara 84,000 dan 107,000 tahun yang lalu, manusia menyebar ke seluruh Afrika, memunculkan haplogroup L2 dan L3, yang masing-masing pergi ke barat dan timur laut. Kebanyakan orang Afrika-Amerika modern adalah anggota haplogroup L2.
Sekitar 72,000 tahun yang lalu, sekelompok kecil haplogroup L3, mungkin hanya berjumlah 100-200 individu, menyeberangi Laut Merah ke Yaman modern. Ini adalah nenek moyang semua manusia di luar Afrika. Mereka menyebar ke Eropa, Asia, dan Australia, di mana mereka tiba sekitar 50,000 tahun yang lalu. Sekitar 12,000 tahun yang lalu, migrasi terpisah serupa terjadi di atas jembatan darat Bering ke Amerika. Kelompok ini adalah nenek moyang langsung dari semua penduduk asli modern Amerika Utara dan Selatan. Baru-baru ini, manusia menjajah pulau-pulau Pasifik dari titik awal di Asia Tenggara. Bukti antropologis dan arkeologis sebagian besar mendukung pandangan tentang migrasi manusia purba ini.