W organizmie zwierzęcym tłuszcze mogą powstawać z węglowodanów, tłuszczów i białek. W syntezie kwasów tłuszczowych bierze czynny udział acetylo-CoA, który jest głównym produktem przemiany zarówno węglowodanów, jak i tłuszczów. Kwas octowy wchłaniany ze żwacza do krwi zmienia się także w acetylo-CoA. Synteza kwasów tłuszczowych podobna jest do odwróconej (3-oksydacji), jednak w kilku punktach różni się od niej i inne enzymy biorą w niej udział.
Acetylo-CoA łączy się z cząsteczką C02 i powstaje malonylo-CoA. Reakcję tę katalizuje enzym karboksylaza acetylo-CoA, zawierający bio-tynę. W dalszym przebiegu procesu następuje kondensacja malonylo-CoA z końcowymi grupami metylowymi innych kwasów tłuszczowych, powstaje C02 i (3-keto-acylo-CoA, który jest następnie redukowany do nasyconego acylo-CoA. Reakcje te powtarzają się dopóty, dopóki łańcuch osiągnie odpowiednią długość, np. Cls lub C18; wówczas uwalnia się palmitylo-CoA lub stearylo-CoA.
Do prawidłowej syntezy kwasów tłuszczowych potrzebny jest (poza acetylo-CoA) ATP, Mn++, C02, fosforan dwunukleotydu nikotynamido-adeninowego (NADP) oraz liczne enzymy.
Kwasy tłuszczowe mogą powstawać także z białek, chociaż przemiany nie są dokładnie poznane. Przypuszcza się, że w pierwszej fazie aminokwasy są przetwarzane na cukry, a dopiero następnie na kwasy tłuszczowe, lub też z aminokwasów powstają od razu dwuwęglowe fragmenty, które ulegają kondensacji.
Do powstania tłuszczów potrzebny jest glicerol. Dotychczas się uważa, że kwas octowy nie przekształca się w glicerol, lecz tworzy się on z glukozy.