膽固醇可反饋抑制HMGCoA還原酶的活性，并減少該酶的合成，從而達到降低膽固醇合成的作用，細胞內膽固醇來自體內生物合成或胞外攝取。血中膽固醇主要由低密底脂蛋白（LDL）攜帶運輸，借助細胞膜上的LDL受體介導內吞作用進入細胞。當胞內膽固醇過高，可抑制LDL受體的補充，從而減少由血中攝取膽固醇。
現知遺傳性家族高膽固醇血癥患者體內嚴重缺乏LDL受體，因此LDL攜帶的膽固醇不能被攝取，來自膳食的膽固醇不能從血液中被迅速清除，故血中膽固醇濃度過高，當體內總膽固醇過高，超過合成生物膜、膽汁酸及類固醇激素等的需要時，膽固醇及其酯則沉積在動脈內皮下的巨噬細胞中（這些細胞是由遷移到動脈內皮下的血單核細胞分化而成的），引起內皮下變形，進而導致血小板在動脈內壁集聚。若同時伴有動脈壁損傷或膽固醇轉運障礙，則易在動脈內膜形成脂斑，繼續發展可使動脈管腔變狹窄。可見動脈粥樣硬化與血中高水平的膽固醇有關，特別與存在于LDL中的膽固醇水平有關。