Corpul uman este de obicei dependent de glucoză, un zahăr, pentru energie; dar poate folosi ca alternativă și acizii grași stocați. Oxidarea acizilor grași este în general necesară pentru ca aceștia să fie o sursă de energie; substanțele din ficat și pancreas permit grăsimilor sau lipidelor să treacă din pereții intestinali în fluxul sanguin. Când acizii grași sunt oxidați, modificările apar de obicei la nivel atomic, care sunt inițiate de diferite enzime. Compușii trebuie, de asemenea, să fie activați în citoplasma unei celule; oxidarea poate avea loc apoi în structurile celulare numite mitocondrii.
Când este necesar, oxidarea acizilor grași începe în mod normal pe măsură ce o enzimă reacţionează cu moleculele. O enzimă numită carnitină poate face ca compușii grași să treacă peste membrana mitocondriilor, unde are loc oxidarea. Mișcarea substanțelor în și din mitocondrie este susținută de obicei de ciclul de transport al carnitinei. De obicei, se produce mai multă energie per atom decât atunci când carbohidrații sunt utilizați pentru energie. Grăsimile saturate și acizii grași nesaturați sunt de obicei oxidați în același mod, dar prezența unei duble legături atomice necesită de obicei o enzimă suplimentară în timpul oxidării acizilor grași.
Enzimele responsabile de oxidarea acizilor grași pot fi activate de hormoni. Celulele eliberează de obicei picături de grăsime în sânge; substanțele stocate în grăsime sunt descompuse de enzime în prealabil. Lipsa unui consum adecvat de alimente și exerciții fizice îndelungate pot declanșa organismul să declanșeze aceste reacții. În general, produsele reacțiilor enzimatice ale acizilor grași sunt mutate în mitocondrii dacă sarcina energetică a celulei este scăzută, în timp ce o stare de energie ridicată va inhiba transportul în structuri. Moleculele de grăsime sunt adesea folosite pentru a crea alte substanțe și lipide pentru membranele celulare.
Pe lângă energie, în timpul oxidării acizilor grași se produce și apă. O reacție care descompune oxigenul și o reacție chimică cu trifosfat de adenozină (ATP) pot provoca ambele formarea apei. Componenta suplimentară a acestei reacții beneficiază adesea animalele care trăiesc în climat uscat sau care hibernează.
Oxidarea acizilor grași apare uneori cu o rată ridicată; ficatul poate reacționa apoi producând molecule de energie numite corpi cetonici. Dezechilibrele, cum ar fi cele care apar cu diabetul, pot duce la cetoacidoză, în care celulele nu pot oxida cantități mari de molecule de energie hepatică și sângele devine prea acid. Oxidarea normală a acizilor grași din pește, soia și semințe completează în mod normal substanțe pe care organismul nu le produce singur.