Asam lemak adalah asam karboksilat (-C(=O)OH), dengan ekor hidrokarbon panjang yang tidak bercabang. Asam lemak dipelajari dalam kimia organik dan biokimia.

Asam lemak adalah sumber bahan bakar tubuh yang penting. Ketika dimetabolisme, asam lemak menghasilkan ATP dalam jumlah besar. Banyak jenis sel dapat menggunakan glukosa atau asam lemak untuk tujuan ini. Khususnya, jantung dan otot rangka lebih menyukai asam lemak.

Asam lemak dapat berupa jenuh atau tak jenuh. Senyawa tak jenuh memiliki ikatan rangkap yang reaktif; yang jenuh tidak.

Asam lemak adalah asam monokarboksilat alifatik yang berasal dari, atau terkandung dalam lemak, minyak, atau lilin hewani atau nabati. Asam lemak alami biasanya memiliki rantai empat hingga 28 atom karbon (biasanya tidak bercabang dan bernomor genap), yang mungkin jenuh atau tidak jenuh. Ini termasuk asam asetat, meskipun ini biasanya tidak dianggap sebagai asam lemak (bukan lipid).

Campuran asam lemak pada kulit mamalia, bersama dengan asam laktat dan asam piruvat, adalah khas. Campuran asam lemak ini memungkinkan hewan dengan indra penciuman yang tajam untuk mengidentifikasi individu.