脂肪的生物合成包括三個方面：飽和脂肪酸的從頭合成，脂肪酸碳鏈的延長和不飽和脂肪酸的生成。脂肪酸從頭合成的場所是細胞液，需要CO2和檸檬酸的參與，C2供體是糖代謝產生的乙酰CoA。反應有二個酶系參與，分別是乙酰CoA羧化酶系和脂肪酸合成酶系。首先，乙酰CoA在乙酰CoA羧化酶催化下生成，然后在脂肪酸合成酶系的催化下，以ACP作酰基載體，乙酰CoA為C2受體，丙二酸單酰CoA為C2供體，經過縮合、還原、脫水、再還原幾個反應步驟，先生成含4個碳原子的丁酰ACP，每次延伸循環消耗一分子丙二酸單酰CoA、兩分子NADPH，直至生成軟脂酰ACP。產物再活化成軟脂酰CoA，參與脂肪合成或在微粒體系統或線粒體系統延長成C18、C20和少量碳鏈更長的脂肪酸。在真核細胞內，飽和脂肪酸在O2的參與和專一的去飽和酶系統催化下，進一步生成各種不飽和脂肪酸。高等動物不能合成亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸，必須依賴食物供給。
3-磷酸甘油與兩分子脂酰CoA在磷酸甘油轉酰酶作用下生成磷脂酸，在經磷酸酶催化變成二酰甘油，最后經二酰甘油轉酰酶催化生成脂肪。