天然不飽和脂肪酸多為順式，需轉變為反式構型，才能被β－氧化酶系作用，進一步氧化分解。在生物體內，不飽和脂肪酸的氧化需要更多酶的參與才能順利進行，由于雙鍵的存在，是DHA比飽和及單不飽和脂肪酸很難氧化分解。
n-3脂肪酸的氧化供能，主要是在過氧化物酶體和線粒體中通過β-氧化進行。DHA在大鼠肝中的代謝不能在線粒體內進行β-氧化，而是通過被過氧化物酶體氧化。人類皮膚表皮細胞對不飽和脂肪酸（PUFAs）的代謝表現出很高的活性，皮膚表皮15-脂氧合酶的活性非常高，可將2-高-γ-亞麻酸（DGLA）轉化為15-羥基二十碳三烯酸，將EPA轉化為15-羥基二十碳五烯酸，將DHA轉化為15-羥基二十碳六烯酸。
DHA被哺乳動物吸收后，絕大部分被結合在甘油三酯。DHA是哺乳動物和魚類生物膜的重要組成部分和一些激素的主要前體，DHA并不是作為機體的主要能量來源，只是在特殊情況下，如饑餓時其他脂肪酸被大量利用后，DHA才可能會被氧化分解。