Ljudsko tijelo za energiju obično ovisi o glukozi, šećeru; ali kao alternativu može koristiti i pohranjene masne kiseline. Oksidacija masnih kiselina općenito je neophodna da bi one bile izvor energije; tvari iz jetre i gušterače omogućavaju mastima ili lipidima da iz crijevnih stijenki pređu u krvotok. Kada se masne kiseline oksidiraju, promjene se obično događaju na atomskoj razini, koje pokreću različiti enzimi. Spojevi se također moraju aktivirati unutar citoplazme stanice; oksidacija se tada može odvijati unutar staničnih struktura zvanih mitohondriji.
Kada je to potrebno, oksidacija masnih kiselina normalno počinje kada enzim reagira s molekulama. Enzim nazvan karnitin može natjerati masne spojeve da prijeđu preko membrane mitohondrija, gdje dolazi do oksidacije. Kretanje tvari u mitohondrije i iz njih obično je podržano ciklusom transporta karnitina. Obično se proizvodi više energije po atomu nego kada se ugljikohidrati koriste za energiju. Zasićene masti i nezasićene masne kiseline obično se oksidiraju na isti način, ali prisutnost dvostruke atomske veze obično zahtijeva dodatni enzim tijekom oksidacije masnih kiselina.
Enzimi odgovorni za oksidaciju masnih kiselina mogu se aktivirati hormonima. Stanice obično ispuštaju kapljice masti u krv; pohranjene tvari u masti enzimi prethodno razgrađuju. Nedostatak adekvatne konzumacije hrane i duga tjelovježba mogu potaknuti tijelo da pokrene ove reakcije. Općenito, proizvodi enzimskih reakcija masnih kiselina se pomiču u mitohondrije ako je energetski naboj stanice nizak, dok će visoko energetsko stanje inhibirati transport u strukture. Umjesto toga, molekule masti često se koriste za stvaranje drugih tvari i lipida za stanične membrane.
Osim energije, tijekom oksidacije masnih kiselina nastaje i voda. Reakcija koja razgrađuje kisik i kemijska reakcija s adenozin trifosfatom (ATP) mogu uzrokovati stvaranje vode. Dodatna komponenta ove reakcije često pogoduje životinjama koje žive u suhoj klimi ili hiberniraju.
Oksidacija masnih kiselina ponekad se događa velikom brzinom; jetra tada može reagirati proizvodnjom energetskih molekula koje se nazivaju ketonska tijela. Neravnoteže, poput onih koje se javljaju kod dijabetesa, mogu dovesti do ketoacidoze, u kojoj stanice ne mogu oksidirati velike količine jetrenih energetskih molekula i krv postaje previše kisela. Normalna oksidacija masnih kiselina iz ribe, soje i sjemenki normalno nadoknađuje tvari koje tijelo ne proizvodi samo.