经血流运输而进入细胞液的脂肪酸，首先要在脂酰辅酶A合成酶作用下，生成脂肪酸的活化形式脂肪酰辅酶A，这是耗能的过程。催化脂肪酸氧化的酶系存在于线粒体中，脂肪酰辅酶A进入线粒体后，在脂肪酸β氧化酶系的催化下，进行脱氢、加水、再脱氢及硫解4步连续反应，使脂酰基断裂生成1分子乙酰辅酶A和1分子比原来少2个碳原子的脂酰辅酶A，同时还生成1分子NAD和1分子FAD2，此4步反应不断重复进行，最终长链脂酰辅酶A完全裂解成乙酰辅酶CoA。