脂肪酸鏈的延伸是在丙二酰ACP形成以后以其為底物不斷添加碳鏈夸所需長度的過程。這一過程實質是由一系列脂肪酸合酶（fatty acid synthase，FAS）催化的多次循環過程。該循環的主要化學反應則為酮脂酰合成、酮脂酰還原、羥酰脫水和烯酰還原等四個過程。在植物組織中，這一系列循環既存在于質體（葉綠體）也存在于內質網中。
酮脂酰合成是脂肪酸合成碳鏈增長的關鍵，其反應是在酮脂酰-ACP合成酶（kctoacylsynthase，KAS）的催化下，將丙二酰脫羧所形成的乙酰陰離子自由基與脂酰羧基碳發生加成反應生成酮脂酰的過程。酮脂酰還原是在酮脂酰ACP還原酶（KAR）的作用下，以NADPH為還原力將酮基還原為醇，即將酮脂酰變為羥酰的過程。羥酰脫水是在羥酰-ACP脫水酶（HAD）的催化下去除羥基形成雙鍵烯酰的過程。烯酰還原則是在烯酰-ACP還原酶（ EAR）的催化下將烯雙鍵加氫還原成飽和脂肪酸ACP的過程。