（1）奇數碳原子脂肪酸的氧化。人體含微量奇數碳脂肪酸，許多植物、海洋生物和石油酵母等含一定量的奇數碳脂肪酸。其β-氧化除生成乙酰CoA外，還生成1分子丙酰CoA，后者在β-羧化酶及異構酶的作用下生成琥珀酰CoA，經TCA途徑徹底氧化。
（2）不飽和脂肪酸的氧化。機體中約一半以上的脂肪酸是不飽和脂肪酸，其中雙鍵均為順式（ cis）構型，它不能被烯脂酰CoA水化酶催化，該酶催化反式構型雙鍵的加水過程，所以需要異構酶和還原酶參與才能使一般不飽和脂肪酸的氧化進行下去。如油酸是十八碳一烯酸（（cis-△9），細胞質中的油酸同樣先活化生成油酰CoA，經轉運系統生成線粒體基質中的油酰CoA，經三輪β-氧化生成3分子乙酰CoA和cis-△3-十二碳烯脂酰CoA，后者經異構酶轉化為trans-△2一十二碳烯脂酰CoA，由烯脂酰CoA水化酶作用生成L-β-羥脂酰CoA，再經五輪β-氧化生成6分子乙酰CoA，總計生成9分子乙酰CoA。
多不飽和脂肪酸的氧化還需一個特殊的還原酶參與進行。