DHA在體內的消化吸收與其他脂肪酸相比，差異很大。以甘油三酯形式存在的DHA為例，在小腸中，甘油三酯被肝臟分泌的膽鹽乳化后，在胰脂肪酶和腸脂肪酶的作用下，分解成甘油二酯、甘油一酯、脂肪酸和極少量甘油。這些水解產物與膽固醇、溶血磷脂和膽鹽共同形成一種水溶性的混合微粒，穿過小腸絨毛表面的水屏障到達微絨毛膜以被動擴散的方式被吸收（膽鹽除外）。
脂質在魚體內的吸收和哺乳動物體內的吸收相似。攝食的脂肪在內腔水解后，單甘油酯和游離脂肪酸以微團的形式通過擴散作用在腸道的上皮細胞被吸收。在粘膜細胞內重新組裝成甘油三酯，形成乳糜微粒，通過淋巴系統進入血液循環。而長聯脂肪酸（LFA）則只在膽鹽乳化作用下就可被吸收，吸收后的LFA仍需合成甘油三酯再通過淋巴進入血液循環。在人體，主要通過淋巴途徑和靜脈途徑吸收DHA，有人提出了第三途徑即十二指腸途徑。
一般來說，短鏈脂肪酸比長鏈脂肪酸易于被吸收，不飽和脂肪酸比飽和者更易被吸收。魚類對不飽和脂肪酸和短鏈脂肪酸的消化吸收率高達95%，對飽和脂肪酸和長鏈脂肪酸的吸收約為85%。