脂肪酸可分成两类：一类是分子内不带碳碳双键的饱和脂肪酸，如硬脂酸、软脂酸等；另一类是分子内带有一个或几个碳碳双键的不饱和脂肪酸，最常见的有油酸，油酸的碳链中只有一个碳碳双键，所以又叫单不饱和脂肪酸。一般脂肪酸化合物的碳链都较短，其长度一般在18-36个碳原子，最少的就是12个碳原子，如月桂酸。不管饱和的或不饱和的，生物体内脂肪酸的碳原子数大多是偶数，极少含有奇数碳原子，尤其是在高等动植物体内主要存在12碳以上的高级脂肪酸，一般在14-24个碳，以16和18碳脂肪酸最为常见。奇数碳原子脂肪酸仅在一些植物、反刍动物、海洋生物、石油酵母等体内部分存在。
含有多量饱和脂肪酸的甘油i酯在常温时往往是固体，例如牛油、羊油等，大多属动物脂肪。含有较多不饱和脂肪酸的甘油三酯在常温时往往是液体，例如玉米油、菜油等。
动物体内不能合成带有2-4个双键的不饱和脂肪酸，必须从食物中取得，因而这些脂肪酸就叫必需脂肪酸，也有人叫它维生素F。虽然已认为它们能降低血液中的胆固醇，但还没有证据能证明人会因为食物中缺乏这些脂肪酸而引起疾病。微生物中也含有不饱和脂肪酸，蓝细菌最独特之处是含有两个或多个双键组成的不饱和脂肪酸，而细菌通常只含有饱和脂肪酸和一个双键的不饱和脂肪酸。
物理性质
（1）色泽与气味
纯净的脂肪酸是无色的，某些脂肪酸具有自己特有的气味。
（2）密度
脂肪酸的相对密度一般都小于1，与其相对分子质量成反比，随温度的升高而降低，随碳链增长而减小，不饱和键越多密度越大。
（3）熔点
脂肪酸的熔点随着碳链的增长呈不规则升高，奇数碳原子链脂肪酸的熔点低于其相邻的偶数碳脂肪酸，不饱和脂肪酸的熔点通常低于饱和脂肪酸，双键越多，熔点越低，双键位置越靠近碳链两端，熔点越高。
引入一个双键到碳链中会降低脂肪酸的熔点，双键位置越向碳链中部移动，熔点降低越大，顺式双键产生的这种影响大于反式。双键增加熔点下降，但共轭双键不在此例。经过氢化、反化或非共轭双键异构化成共轭烯酸等都会提高熔点。每一个奇数碳原子脂肪酸的熔点，小于与它最接近的偶数碳原子脂肪酸的熔点，例如十七酸的熔点（ 61.3℃），既低于十八酸的（ 69.6℃），也低于十六酸的（62.7℃）。此现象不仅存在于脂肪酸，也见于其他长碳链化合物。
（4）沸点
脂肪酸的沸点随碳链增长而升高，饱和度不同但碳链长度相同的脂肪酸沸点相近。
（5）溶解性
低级脂肪酸易溶于水，但随着相对分子质量的增加，在水中的溶解度减小，以至溶或不溶于水，而溶于有机溶剂。一般脂肪酸越低级，不饱和度越高，其在有机溶剂中的溶解度也就越大，温度越高溶解度越大，碳链越长溶解度越小。
自然界约有40多种不同的脂肪酸，它们是脂类的关键成分。许多脂类的物理特性取决于脂肪酸的饱和程度和碳链的长度，其中能为人体吸收、利用的只有偶数碳原子的脂肪酸。脂肪酸可按其结构不同进行分类，也可从营养学角度，按其对人体营养价值进行分类。按碳链长度不同分类。它可被分成短链（含2-4个碳原子）脂肪酸、中链（含6-12个碳原子）脂肪酸和长链（含14个以上碳原子）脂肪酸三类。人体内主要含有长链脂肪酸组成的脂类。
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