Lipid merupakan kelompok biomolekul yang umumnya tidak larut dalam air dan memiliki beragam fungsi dalam tubuh. Asam lemak dapat berupa jenuh, tak jenuh tunggal, atau tak jenuh ganda, dengan ikatan rangkap alami yang biasanya berkonfigurasi cis. Ikatan rangkap tersebut membuat rantai asam lemak berlekuk, sulit tersusun rapat, memiliki titik leleh lebih rendah, dan cenderung berbentuk cair pada suhu ruang.
Mamalia dapat mensintesis asam lemak jenuh dan sebagian asam lemak tak jenuh, tetapi asam linoleat dan linolenat harus diperoleh dari makanan. Kedua asam lemak esensial tersebut berperan dalam struktur membran dan menjadi prekursor berbagai metabolit penting. Kekurangan lemak esensial dapat menyebabkan dermatitis, penyembuhan luka yang buruk, kerentanan terhadap infeksi, kerontokan rambut, dan trombositopenia.
Asam lemak dapat bereaksi dengan alkohol membentuk ester dan dapat mengalami hidrogenasi. Hidrogenasi sebagian pada minyak nabati digunakan untuk mengubah minyak cair menjadi lemak padat atau semipadat seperti margarin dan shortening. Proses ini dapat menghasilkan lemak trans yang cenderung meningkatkan kolesterol LDL dan menurunkan kolesterol HDL, sehingga berhubungan dengan peningkatan risiko penyakit kardiovaskular.
Triasilgliserol adalah ester gliserol dengan tiga molekul asam lemak dan merupakan bentuk utama penyimpanan energi. Lemak hewani umumnya lebih banyak mengandung asam lemak jenuh dan berbentuk padat, sedangkan minyak nabati lebih kaya asam lemak tak jenuh dan berbentuk cair. Pada hewan, triasilgliserol disimpan dalam adiposit sebagai cadangan energi yang lebih padat daripada glikogen, sekaligus membantu melindungi tubuh dari kehilangan panas.
Fosfolipid merupakan komponen struktural utama membran sel dan memiliki sifat amfipatik, yaitu terdiri atas bagian hidrofilik dan hidrofobik. Dalam air, fosfolipid dapat menyusun diri membentuk lapisan ganda yang menjadi dasar struktur membran. Jenis utamanya meliputi fosfogliserida yang mengandung gliserol serta sfingomielin dan glikolipid yang menggunakan sfingosin; beberapa glikolipid juga berperan sebagai reseptor bagi toksin dan mikroorganisme.
Isoprenoid tersusun dari unit lima karbon dan mencakup terpena serta steroid. Kolesterol merupakan sterol penting pada membran sel hewan dan menjadi prekursor hormon steroid, vitamin D, serta garam empedu. Kolesterol dapat disimpan sebagai ester asam lemak, tetapi kadar kolesterol yang tinggi, terutama yang dibawa LDL, berperan dalam pembentukan plak aterosklerosis, sedangkan kadar HDL yang tinggi berkaitan dengan risiko penyakit arteri koroner yang lebih rendah.
Karena lipid bersifat nonpolar, lipid dalam darah diangkut dalam bentuk lipoprotein yang mengandung apoprotein. Kilomikron membawa lipid dari makanan ke jaringan, VLDL membawa lipid yang disintesis hati, LDL membawa kolesterol ke jaringan, dan HDL membawa kolesterol kembali ke hati. Lipid makanan diemulsikan oleh garam empedu, dihidrolisis oleh lipase, dikemas untuk transportasi, lalu dipecah dan digunakan oleh jaringan.
Triasilgliserol menyumbang sebagian besar cadangan energi tubuh dan menghasilkan sekitar 9 kilokalori per gram, lebih tinggi daripada karbohidrat. Saat hormon seperti glukagon atau epinefrin meningkat, lipase pada jaringan lemak diaktifkan dan melepaskan asam lemak untuk digunakan melalui oksidasi beta. Oksidasi beta menghasilkan asetil-KoA, NADH, dan FADH2, sedangkan di hati asetil-KoA dapat membentuk badan keton; produksi badan keton berlebihan, misalnya pada penyalahgunaan alkohol, dapat menyebabkan ketoasidosis.