脂肪酸（しぼうさん）とは、長鎖炭化水素の1価のカルボン酸である[1]。炭素数が多いもの、特に12以上のものを一般に高級脂肪酸と呼ぶ。一般式 CnHmCOOH で表わせる。脂肪酸はグリセリンをエステル化して油脂を構成する。脂質の構成成分として利用されるほか、ヒトを含む多くの生体内ではエネルギー源として好気的に代謝される（β酸化）。
広義には油脂や蝋、脂質などの構成成分である有機酸を指すが、狭義には単に鎖状のモノカルボン酸を示す場合が多い。炭素数や二重結合数によって様々な呼称があり、鎖状のみならず分枝鎖を含む脂肪酸も見つかっている。また環状構造を持つ脂肪酸も見つかってきている。
脂肪酸 (fatty acid) は炭素数および不飽和結合の有無によって主に分類される。不飽和度による分類はさまざまであるが、基本的には以下の分類に従う。
飽和脂肪酸 (saturated fatty acid, SFA) ? 炭素鎖に二重結合あるいは三重結合を有しない（飽和である）
不飽和脂肪酸 (unsaturated fatty acid, UFA) ? 炭素鎖に二重結合、三重結合を有する
また不飽和脂肪酸は二重結合の数が1つであるか、複数であるかによって以下の分類がなされる。
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モノエン脂肪酸（一価不飽和脂肪酸、monounsaturated fatty acid, MUFA） ? 二重結合の数が1つである
ポリエン脂肪酸（多価不飽和脂肪酸、polyunsaturated fatty acid, PUFA）? 二重結合の数が2つ以上である。二重結合の数が4つ以上のものを高度不飽和脂肪酸と呼ぶ場合もある。
また、二重結合の有無および炭素数の差異によって名称が異なる。詳細は以下に述べる。
脂肪酸は生合成を受ける際に炭素数が2個ずつ増加していくため、基本的には炭素数が偶数個の脂肪酸が大半を占めるが、α酸化を受けることによって炭素数が奇数個の脂肪酸が合成されることもある。不飽和度以外の分類方法は、以下にまとめる。なお炭素数による分類は別項を設ける。
分枝脂肪酸 ? 分枝鎖を有する脂肪酸
環状脂肪酸 ? 環状構造を有する
ヒドロキシル脂肪酸 ? ヒドロキシ基を含む