Un acido grasso con uno o più doppi o tripli legami è noto come acido grasso insaturo. Quando ciò accade, l'acido grasso può assorbire ulteriori atomi di idrogeno. Possono anche esibire conformazioni cis o trans a seconda del lato del doppio legame adiacente agli atomi di idrogeno.
Le conformazioni di Cis hanno atomi di idrogeno adiacenti sullo stesso lato del doppio legame carbonio-carbonio. Le conformazioni trans hanno atomi di idrogeno adiacenti sui lati opposti del doppio legame. Le differenze nella conformazione delle molecole influiscono sulle strutture e sui processi biologici. Gli acidi grassi possono anche essere classificati come monosaturi o polinsaturi. Gli acidi grassi insaturi possono subire addizioni e reazioni di sostituzione.
