Cząsteczki tłuszczu składają się z trzech kwasów tłuszczowych związanych z cząsteczką glicerolu. Kwas tłuszczowy jest grupą kwasu karboksylowego z przyłączonym łańcuchem węglowodorowym. Cząsteczki tłuszczu są wspólnie określane jako triglicerydy ze względu na ich skład.
Specyficzna nazwa i klasyfikacja cząsteczki tłuszczu pochodzi od rodzaju przyłączonych do niej węglowodorów. Nasycone cząsteczki tłuszczu mają łańcuchy węglowodorowe składające się w całości z pojedynczego związanego węgla. Są stałe w temperaturze pokojowej i zwykle znajdują się w magazynach tłuszczu zwierząt. Nienasycone cząsteczki tłuszczu zawierają co najmniej jedno podwójne wiązanie pomiędzy węglami łańcuchów węglowodorowych. Są ciekłe w temperaturze pokojowej i zwykle występują w postaci olejków znajdujących się w roślinach.
Inne właściwości fizyczne i chemiczne, poza stanem materii, cząsteczek tłuszczu różnią się znacznie w zależności od tego, czy jest to tłuszcz nasycony czy nienasycony. Tłuszcze nasycone są dość liniowymi cząsteczkami, które są ułożone jeden na drugim. Zwiększa to ich temperaturę topnienia i sprawia, że trudniej jest się zepsuć.
Tłuszcze nienasycone zawierają zgięcie w ich strukturze cząsteczkowej z powodu podwójnego wiązania lub wiązań występujących w ich węglowodorowych łańcuchach. Zapobiega to gromadzeniu się cząsteczek i nadaje im niższą temperaturę topnienia. Ponieważ tłuszcze mogą jedynie uwolnić energię, jeśli są rozkładane, lepiej jest mieć strukturę, która jest mniej ograniczona przez siły międzycząsteczkowe i otaczające cząsteczki, dlatego tłuszcze nienasycone są uważane za zdrowsze.
