脂肪酸是由碳、氢、氧三种原子组成的一类有机化合物，是中性脂肪、磷脂和糖脂的主要成分，广泛存在于自然界中。
根据碳链的长度，脂肪酸可分为短链脂肪酸（SCFA）、中链脂肪酸（MCFA）和长链脂肪酸（LCFA），短链脂肪酸的碳链上碳原子数小于6，也称作挥发性脂肪酸，常见的有乙酸、丙酸等；中链脂肪酸的碳链上碳原子数为6-12，常见的有辛酸、癸酸等；而长链脂肪酸的碳链上碳原子数大于12，如豆蔻酸、软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸等。
按饱和度分类，脂肪酸可分为饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸按照所含不饱和双键的个数不同，又可分为单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。
从营养学角度看，脂肪酸还可以分为非必需脂肪酸和必需脂肪酸，非必需脂肪酸是机体可以自行合成，不必依靠食物供应的脂肪酸，它包括饱和脂肪酸和一些单不饱和脂肪酸，而必需脂肪酸为人体健康和生命所必需，但机体自己不能合成，必须依赖食物供应，它们都是不饱和脂肪酸，均属于ω-3族和ω-6族多不饱和脂肪酸。
在化学结构上，脂肪酸由一个长的烃链和一个末端的羧酸基团组成，烃链的长度通常在4到36个碳原子之间，而自然界中最常见的脂肪酸碳链长度为16到18个碳原子，其命名规则基于碳链长度和不饱和度，可以用简写式表示，通常是用碳链长度和不饱和度的数字表示，例如C18:1n-9表示含有18个碳原子和一个双键，双键位于第9碳上的脂肪酸。
在生物体内，脂肪酸发挥着诸多重要的生理功能，它是细胞膜的主要组成成分，也是身体能量储存（如脂肪）和传递（如甘油三酯的运输）的主要形式，不同种类的脂肪酸对人体健康有着不同的影响，饱和脂肪酸与心血管疾病风险增加相关，而不饱和脂肪酸中的多不饱和脂肪酸如ω-3和ω-6脂肪酸则对调节血脂、减少心血管疾病风险、促进大脑发育等方面具有显著效果。
脂肪酸的摄入平衡和种类选择是营养学和健康管理中的重要议题，过多摄入饱和脂肪酸可能会增加心血管疾病的风险，而不饱和脂肪酸中的必需脂肪酸则是人体必需的营养成分，需要通过饮食来摄取。
“脂肪酸：生命能量的源泉与健康的双刃剑”这一标题形象地概括了脂肪酸在人体内的重要性及其复杂性，它既是生命活动所需能量的重要来源，又在维持身体健康方面扮演着不可或缺的角色，但同时其种类和摄入量的平衡也直接关联到我们的健康状态。