脂肪酸（英语：fattyacid）是具有一条脂肪族链（aliphaticchain）的羧酸，该链可饱和或不饱和；亦即脂肪酸是由碳氢组成的烃类基团连结羧基所构成。大多数天然脂肪酸骨架属无分支链，由4到28个偶数个碳原子组成。
三个长链脂肪酸与甘油形成三酸甘油酯，为脂肪的主要成分，归于脂类。
脂肪酸的分类
饱和脂肪酸（saturatedfattyacid）：烃类基团是全由单键构成的烷烃基。
单(元)不饱和脂肪酸（monounsaturatedfattyacid）：烃类基团是包含一个碳-碳双键的烯烃基。天然脂肪的双键均为正式（，双键两侧的基团偏向一个方向），未加工食品所含的天然油脂里的脂肪酸大部分是顺式结构。至于天然形成的反式脂肪–主要存在于例如牛和羊一类的反刍动物的脂肪和乳汁里头。
多(元)不饱和脂肪酸（polyunsaturatedfattyacid）：烃类基团是包含多个碳-碳双键的烯烃基。
饱和脂肪酸
饱和脂肪酸为是指结构上没有双键的脂肪或脂肪酸链，长链饱和脂肪酸性质稳定，且脂肪酸的饱和程度越高，碳链越长(中链MCT饱和脂肪酸不同)，燃点越高,而动物性食物中以长链饱和脂肪酸为主，所以常温下呈固态。多数动物油都含有较高比例的饱和脂肪酸组成，相较于天然不饱和脂肪酸较高的植物油而言，被认为过量摄取更容易导致人的心血管方面疾病，但亦有众多研究指出饱和脂肪酸与心血管疾病的风险两者间并无直接的关系，一般人非常容易过量摄取饱和脂肪酸，因此建议少吃。
不饱和脂肪酸
是指至少含有一个双键的脂肪或脂肪酸链。当双键形成时，一对氢原子会被消除，因而与碳原子相结合的氢原子未达到最大值，即“不饱和”。在细胞的新陈代谢中，不饱和脂肪所产生的能量相比饱和脂肪较少。细胞结构所含脂肪的不饱和程度越高（双键数量越多），越容易受外来自由基破坏，其过氧化的可能性越高。这时需要抗氧化物来防止这一情况的发生。
单(元)不饱和脂肪酸
脂肪酸中如果只有一个双键，则称为单元不饱和脂肪酸，包含油酸；单元不饱和脂肪酸相对稳定，也有利于预防心血管疾病。
多(元)不饱和脂肪酸
含有两个双键以上的则称为多元不饱和脂肪酸，包含亚油酸、亚麻油酸和花生四烯酸；由于双键较多，更容易发生氧化反应，相对不稳定、不耐热，因此不适合用于高温烹调，而且必须要小心保存。
多元不饱和脂肪酸中的ω-3脂肪酸是现代饮食容易缺乏的，充足的ω-3脂肪酸摄取可以保护血管，减少心血管疾病、糖尿病甚至癌症及不孕的风险、也可以帮助脑部发育，一般人吃鱼油补充的DHA、EPA就是ω-3脂肪酸，另一个重要的则是ALA；含ω-3脂肪酸的植物性油脂包括亚麻油、紫苏及海藻油；另外若给予蛋鸡高ω-3脂肪酸的食物，鸡蛋也会有较高的ω-3脂肪酸。
顺式脂肪酸
大多数的天然不饱和脂肪酸都是顺式的，植物油中较多。因为高温之下容易变质，保存不当也很容易酸败，性质不稳定。但较不易引起人体的心血管疾病。
反式脂肪酸
也是不饱和脂肪酸的一种，利用氢化的过程将顺式的结构改变之后，成为反式脂肪酸，可变成半固体或固体状，较容易运送，也使性质较稳定，不易变质。
反式脂肪酸因为稳定性较天然不饱和脂肪酸高，被大量应用于食品上。因早期食品都只标示饱和脂肪酸含量，但通常饱和脂肪酸含量低者，反式脂肪酸含量就会偏高。
研究却发现其比饱和脂肪酸更容易导致心血管方面疾病，对人体害处很大，消灭人造反式脂肪对健康有利已经是共识；因此许多油品加工业者改用不会产生或只会产生少量反式脂肪的制程，多国法规也要求食品中的油脂标示必需标出容易导致心血管方面疾病的「饱和脂肪酸」和「反式脂肪酸」。
另外自然存在的共轭亚油酸也是属于反式脂肪，但在食品标示上并没有将其归类于反式脂肪，因为并没有那么高的健康风险。
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