Fettsäure, wichtiger Bestandteil von Lipiden (fettlösliche Bestandteile lebender Zellen) in Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen. Im Allgemeinen besteht eine Fettsäure aus einer geraden Kette mit einer geraden Anzahl von Kohlenstoffatomen, mit Wasserstoffatomen entlang der Kette und an einem Ende der Kette und einer Carboxylgruppe (-COOH) am anderen Ende der Kette. Es ist diese Carboxylgruppe, die sie zu einer Säure (Carbonsäure) macht. Wenn die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen alle einfach sind, ist die Säure gesättigt; wenn eine der Bindungen doppelt oder dreifach ist, ist die Säure ungesättigt und reaktiver. Einige Fettsäuren haben verzweigte Ketten, andere enthalten Ringstrukturen (z. B. Prostaglandine). Fettsäuren kommen in der Natur nicht in freier Form vor, sondern meist in Verbindung mit Glycerin (einem Alkohol) in Form von Triglyceriden.
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Zu den am weitesten verbreiteten Fettsäuren gehören die 16- und 18-Kohlenstoff-Fettsäuren, auch bekannt als Palmitinsäure bzw. Stearinsäure. Sowohl Palmitinsäure als auch Stearinsäure kommen in den Lipiden der meisten Organismen vor. Bei Tieren macht die Palmitinsäure bis zu 30 Prozent des Körperfetts aus. In pflanzlichen Fetten macht sie zwischen 5 und 50 Prozent der Lipide aus, wobei sie besonders reichlich in Palmöl vorkommt. Stearinsäure ist in einigen Pflanzenölen (z. B. Kakaobutter und Sheabutter) reichlich vorhanden und macht einen relativ hohen Anteil der Lipide in Wiederkäuer-Talg aus.
Viele Tiere können Linolsäure (eine Omega-6-Fettsäure) und Alpha-Linolensäure (eine Omega-3-Fettsäure) nicht synthetisieren. Diese Fettsäuren werden jedoch für zelluläre Prozesse und die Produktion anderer notwendiger Omega-3- und Omega-6-Fettsäuren benötigt. Da sie also über die Nahrung aufgenommen werden müssen, werden sie als essentielle Fettsäuren bezeichnet. Omega-6- und Omega-3-Fettsäuren, die sich von Linolsäure bzw. Alpha-Linolensäure ableiten, werden von vielen Säugetieren nur bedingt benötigt – sie werden im Körper aus ihren Ausgangsfettsäuren gebildet, aber nicht immer in den Mengen, die für eine optimale Gesundheit oder Entwicklung erforderlich sind. Man nimmt an, dass menschliche Säuglinge einen bedingten Bedarf an Docosahexaensäure (DHA) haben, die sich von Alpha-Linolensäure ableitet, und möglicherweise auch an Arachidonsäure, die sich von Linolsäure ableitet.
Fettsäuren haben eine breite Palette von kommerziellen Anwendungen. So werden sie nicht nur bei der Herstellung zahlreicher Lebensmittel verwendet, sondern auch in Seifen, Waschmitteln und Kosmetika. Seifen sind die Natrium- und Kaliumsalze von Fettsäuren. Einige Hautpflegeprodukte enthalten Fettsäuren, die zur Erhaltung eines gesunden Aussehens und einer gesunden Funktion der Haut beitragen können. Fettsäuren, insbesondere Omega-3-Fettsäuren, werden auch häufig als Nahrungsergänzungsmittel verkauft.