1>脂肪酸的活化
和葡萄糖一樣，脂肪酸參加代謝前也先要活化。其活化形式是硫酯——脂肪酰CoA，催化脂肪酸活化的酶是脂酰CoA合成酶(acyl CoA synthetase)。
活化后生成的脂酰CoA極性增強，易溶于水；分子中有高能鍵、性質活潑；是酶的特異底物，與酶的親和力大，因此更容易參加反應。
脂酰CoA合成酶又稱硫激酶，分布在胞漿中、線粒體膜和內質網膜上。胞漿中的硫激酶催化中短鏈脂肪酸活化；內質網膜上的酶活化長鏈脂肪酸，生成脂酰CoA，然后進入內質網用于甘油三酯合成；而線粒體膜上的酶活化的長鏈脂酰CoA，進入線粒體進入β-氧化。
2>脂酰CoA進入線粒體
催化脂肪酸β-氧化的酶系在線粒體基質中，但長鏈脂酰CoA不能自由通過線粒體內膜，要進入線粒體基質就需要載體轉運，這一載體就是肉毒堿(carnitine)，即3-羥-4-三甲氨基丁酸。
長鏈脂肪酰CoA和肉毒堿反應，生成輔酶A和脂酰肉毒堿，脂肪酰基與肉毒堿的3-羥基通過酯鍵相連接。催化此反應的酶為肉毒堿脂酰轉移酶(carnitine acyl transferase)。線粒體內膜的內外兩側均有此酶，系同工酶，分別稱為肉毒堿脂酰轉移酶I和肉毒堿脂酰轉移酶Ⅱ。酶Ⅰ使胞漿的脂酰CoA轉化為輔酶A和脂肪酰肉毒堿，后者進入線粒體內膜，同時酶Ⅰ將一分子基質中的肉堿轉運至線粒體內膜外。位于線粒體內膜內側的酶Ⅱ又使脂肪酰肉毒堿轉化成肉毒堿和脂酰CoA，肉毒堿重新發揮其載體功能，脂酰CoA則進入線粒體基質，成為脂肪酸β-氧化酶系的底物。
長鏈脂酰CoA進入線粒體的速度受到肉毒堿脂酰轉移酶Ⅰ和酶Ⅱ的調節，酶Ⅰ受丙二酰CoA抑制，酶Ⅱ受胰島素抑制。丙二酰CoA是合成脂肪酸的原料，胰島素通過誘導乙酰CoA羧化酶的合成使丙二酰CoA濃度增加，進而抑制酶Ⅰ。可以看出胰島素對肉毒堿脂酰轉移酶Ⅰ和酶Ⅱ有間接或直接抑制作用。饑餓或禁食時胰島素分泌減少，肉毒堿脂酰轉移酶Ⅰ和酶Ⅱ活性增高，轉移的長鏈脂肪酸進入線粒體氧化供能。