脂肪酸是脂肪族類酸，在能量運輸和儲存、細胞結構、提供激素合成的中間物等多個方面發揮著關鍵作用。脂肪酸的合成需要將乙酰輔酶A和丙二酸單酰輔酶A通過一系列的克萊森縮合反應然后脫羧（生物素作輔酶）來完成。在脂肪鏈的延伸過程中，通過連續的酮還原酶、脫水酶以及烯脂酰ACP還原酶的作用，加入的酮基（酰基）被還原為完全飽和的脂肪鏈。延伸中的脂肪鏈在這些酶活性位點之間循環傳遞時，共價連接在酰基載體蛋白的磷酸泛酰巰基乙胺（phophopantetheine）輔基上，并通過硫酯酶的作用而被釋放
哺乳動物中的脂肪酸合成酶含有兩個等同的多功能單鏈（形成同源二聚體），每一條氨基酸鏈的N端區域含有三個催化結構域（酮脂酰合成酶、脫水酶和單酰/乙酰轉移酶]]），而C端區域則含有四個結構域（醇還原酶、酮脂酰還原酶、酰基載體蛋白和硫酯酶），這兩個區域被中間600個氨基酸殘基組成的核心區域所分隔。