Testele actuale ale ADN-ului mitocondrial ne-au oferit o mulțime de informații valoroase despre istoria timpurie a omenirii. Contribuția sa cea mai importantă a fost verificarea teoriei Out-of-Africa, cunoscută și sub numele de ipoteza recentă a originii unice. Teoria din afara Africii afirmă că întreaga umanitate descinde dintr-un grup fondator care a apărut în Africa de Est, probabil undeva în jurul Tanzaniei moderne. Principalul său competitor, acum în mare măsură respins, este teoria originii multiple, un grup de afirmații înrudite că omenirea își are originea separat în zone diferite, din diferite maimuțe pre-umane și, ulterior, s-au încrucișat.
Tipul de testare ADN folosit cel mai frecvent pentru a studia originile timpurii ale umanității este testarea ADNmt, cunoscută și sub numele de ADN mitocondrial. ADN-ul mitocondrial constă din bucăți mici de ADN găsite în mitocondriile (centrale electrice) ale celulelor. Este transmis matriliniar, ceea ce înseamnă că îți iei ADNmt de la mama ta. Există un alt tip de ADN, ADN-ul cromozomial Y, care este transmis patriliniar. Diferite forme de testare ADN sunt asociate cu ambele. Motivul pentru care aceste două tipuri de ADN sunt utile în mod unic pentru studiul migrațiilor umane timpurii este că sunt singurul ADN care nu este remanierat constant din cauza recombinării genetice.
Data la care strămoșul ADNmt comun al tuturor oamenilor vii, cunoscut sub numele de „Eva mitocondrială” a fost în viață este dată de testele ADN ca acum aproximativ 140,000 de ani. Acesta nu este cel mai recent strămoș comun al tuturor oamenilor, care a trăit mult mai recent, cu doar 2,000 până la 5,000 de ani în urmă, ci cel mai recent strămoș comun prin linia mtDNA. Studiind modul în care haplogrupurile ADN se ramifică din Eve mitocondrială prin testarea ADNmt a mii de oameni din întreaga lume, oamenii de știință pot obține o imagine aproximativă a modului în care au decurs modelele de migrație timpurie.
Conform testelor ADN, oamenii moderni au apărut acum aproximativ 140,000 de ani în Africa de Est, unde au trăit exclusiv câteva zeci de mii de ani. Aceasta corespunde haplogrupului L1. În urmă cu 84,000 și 107,000 de ani, oamenii s-au răspândit în restul Africii, dând naștere haplogrupurilor L2 și L3, care au mers spre vest și, respectiv, nord-est. Majoritatea afro-americanilor moderni sunt membri ai haplogrupului L2.
Cu aproximativ 72,000 de ani în urmă, un grup mic de haplogrup L3, numărând probabil doar 100-200 de indivizi, a traversat Marea Roșie în Yemenul modern. Aceștia sunt strămoșii tuturor oamenilor din afara Africii. S-au răspândit în Europa, Asia și Australia, unde au ajuns acum aproximativ 50,000 de ani. Cu aproximativ 12,000 de ani în urmă, o migrație discretă similară a avut loc peste podul terestră Bering în America. Acest grup este strămoșii direcți ai tuturor nativilor moderni din America de Nord și de Sud. Cel mai recent, oamenii au colonizat insulele Pacificului din punctele de plecare din Asia de Sud-Est. Dovezile antropologice și arheologice susțin în mare măsură această viziune asupra migrației umane timpurii.