脂肪酸被分解出来后会与血清白蛋白结合成可以溶于水的复合物，借此可以通过血液运送到任何需要脂肪酸的组织中。当血清白蛋白抵达目标组织后会释放出脂肪酸，接着脂肪酸直接穿越脂溶性的细胞膜进入细胞。利用脂肪酸氧化产生能量的酵素位于粒线体的基质内。含碳数超过12的脂肪酸会需要辅助穿越细胞膜并进入粒线体。脂肪酸借由carnitine acyl transferases(如carnitine-palmitoyl transferase I，CPT-I)的协助穿越粒线体外膜，接着由carnitine协助穿越粒线体内膜。