Fettsäuren variieren in der Länge ihrer Kohlenstoffkette (von 4 bis 22 Bausteinen) und in der Anzahl ihrer Doppelbindungen. Zum Beispiel enthalten Buttersäure (C4:0), Palmitinsäure (C16:0) und Arachinsäure (C20:0) 4, 16 beziehungsweise 20 Kohlenstoffatome in ihren Ketten. Die meisten Fettsäuren in unserer Ernährung und unserem Körper enthalten 16 bis 18 Kohlenstoffatome.
Fettsäuren werden nach der Anzahl ihrer Doppelbindungen klassifiziert. Gesättigte Fette enthalten keine, einfach ungesättigte Fette enthalten eine und mehrfach ungesättigte Fette enthalten zwei oder mehr Doppelbindungen.

Mehrfach ungesättigte Fettsäuren werden je nach der Position der ersten Doppelbindung weiter in zwei Familien eingeteilt:

• Omega-6 (oder n-6) Fettsäuren haben die erste Doppelbindung am sechsten Kohlenstoffatom entlang der Fettsäurenkette und leiten sich hauptsächlich von der Linolsäure ab.
• Omega-3 (oder n-3) Fettsäuren haben die erste Doppelbindung am dritten Kohlenstoffatom entlang der Fettsäurenkette und leiten sich hauptsächlich von der Alpha-Linolensäure ab.

Ungesättigte Fettsäuren können je nach Molekülstruktur auch als "cis" (geknickte Form) oder "trans" (geradlinige Form) unterteilt werden. Die meisten ungesättigten Fettsäuren in der Ernährung existieren in der cis-Form. Im Fleisch und in der Milch von Wiederkäuern (z.B. Rind, Schaf) und in Produkten mit industriell veränderten Ölen, die einem Härtungsprozess - der partiellen Hydrierung - unterzogen wurden, liegt ein gewisser Anteil der ungesättigten Fettsäuren in der trans-Form vor.

Die essentiellen Fettsäuren Linolsäure (Omega-6 Fettsäure) und Alpha-Linolensäure (Omega-3 Fettsäure) können nicht vom Körper hergestellt werden und müssen daher mit der Nahrung aufgenommen werden. Sie sind wichtig für Wachstum, Entwicklung und Gesundheit. Auch wenn der Körper diese zwei Fettsäuren nicht herstellen kann - in längere Kettenversionen umwandeln kann er sie. Diese längeren Kettenversionen sind die Bausteine von Eicosanoiden, den Vorstufen einiger Hormone (zum Beispiel Prostaglandine). Diese hormonähnlichen Substanzen haben eine große Bedeutung beim Aufbau von Zellmembranen sowie bei der Blutgerinnung, Wundheilung und bei Entzündungen. Obwohl der Körper in der Lage ist, Alpha-Linolensäure in die lange Kettenversion EPA (Eicosapentaenylsäure) und in geringerem Ausmaß zu DHA (Docosahexaenylsäure) umzuwandeln, scheint diese Umwandlung begrenzt zu sein. Aus diesem Grund benötigen wir auch direkte Quellen dieser langkettigen Omega-3-Fette in unserer Ernährung. Die reichste Quelle an diesen Fettsäuren ist fettreicher Fisch.