Višestruko nezasićene masne kiseline imaju dvije ili više dvostrukih veza unutar molekule. Nazivaju se esencijalnim masnim kiselinama jer ljudsko tijelo nije u stanju proizvesti svoje. Neki oblici višestruko nezasićenih masnih kiselina mogu se dobiti iz biljne hrane, a drugi se mogu dobiti samo iz životinjskih izvora. Za razliku od zasićenih masti, mnoge studije su pokazale da su polinezasićene masti dobre za tijelo, posebno za srce i mozak.
Razlika između polinezasićenih masti i mononezasićenih masti je u tome što polinezasićene masti imaju više od jedne dvostruke veze između karboksilne kiseline i metilne skupine. Prva dvostruka veza može se nalaziti na trećoj, šestoj ili devetoj poziciji dalje od metilne skupine, što onda određuje je li to omega-3, omega-6 ili omega-9. Omega-3 i omega-6 su primjeri višestruko nezasićenih masnih kiselina, a omega-9 je primjer mononezasićenih masnih kiselina. Važno je konzumirati omega-3 i omega-6 u zdravom omjeru od oko 1 prema 3 kako bi ih tijelo moglo pravilno apsorbirati.
Alfa-linolenska kiselina (ALA) i linoleinska kiselina (LA) su dva oblika višestruko nezasićenih masnih kiselina koje se ne mogu proizvesti u tijelu, pa se moraju unositi hranom. ALA je oblik omega-3 masne kiseline, a dostupna je iz biljne hrane kao što su orašasti plodovi i sjemenke, soja, avokado i lisnato povrće. Nakon što je u tijelu, ALA se proizvodi u dva druga oblika omega-3 poznata kao eikozapentaenska kiselina (EPA) i dokozaheksaenska kiselina (DHA). EPA i DHA se također mogu dobiti iz životinjskih izvora kao što su losos, sardine, skuša i škampi. U nekim slučajevima tijelo ne može koristiti ALA, pa su EPA i DHA iz životinjskih izvora neophodni.
LA je oblik omega-6, koji se može dobiti iz biljne hrane kao što su orašasti plodovi i sjemenke, avokado i mnoga biljna ulja, kao što su sojino, suncokretovo i kukuruzno ulje. Nakon što je u tijelu, proizvodi se u dva druga oblika omega-6 poznatih kao arahidonska kiselina (AA) i gama linolenska (GLA). AA i GLA se također mogu dobiti iz životinjskih izvora, kao što su jaja, perad, meso i mliječni proizvodi. Opet, ovi oblici višestruko nezasićenih masnih kiselina neophodni su u slučajevima kada tijelo nije u mogućnosti upotrijebiti LA za proizvodnju vlastitog.
Zdravstvene prednosti polinezasićenih masnih kiselina uključuju poboljšano zdravlje srca, poboljšano pamćenje i zaštitu od raka, artritisa i astme. Istraživanja pokazuju da zdrava ulja imaju sposobnost snižavanja visoke razine kolesterola i triglicerida, kao i održavanja zdravog srčanog ritma. Negativne nuspojave polinezasićenih masnih kiselina također se mogu pojaviti ako se omega-6 konzumiraju u prevelikim količinama. Neke od tih nuspojava uključuju bolesti srca, artritis, rak, osteoporozu i depresiju.