發(fā)生在胞液和線粒體，脂肪酸的β-氧化，肝和肌肉是進行脂肪酸氧化最活躍的組織，其最主要的氧化形式是β-氧化。此過程可分為活化，轉移，β-氧化共三個階段。在肝臟中，脂肪酸經β-氧化作用生成乙酰輔酶A。2分子乙酰輔酶A可縮合生成乙酰乙酸。

脂肪酸β-氧化過程

脂酰CoA在線粒體基質中進入β氧化要經過四步反應，即脫氫、加水、再脫氫和硫解，生成一分子乙酰CoA和一個少兩個碳的新的脂酰CoA。

第一步脫氫(dehydrogenation)反應由脂酰CoA脫氫酶活化，輔基為FAD，脂酰CoA在α和β碳原子上各脫去一個氫原子生成具有反式雙鍵的α,β-烯脂肪酰輔酶A。

第二步加水（hydration)反應由烯酰CoA水合酶催化，生成具有L-構型的β-羥脂酰CoA。

第三步脫氫反應是在β－羥脂肪酰CoA脫飴酶（輔酶為NAD+）催化下，β-羥脂肪酰CoA脫氫生成β酮脂酰CoA。

第四步硫解（thiolysis)反應由β－酮硫解酶催化，β-酮酯酰CoA在α和β碳原子之間斷鏈，加上一分子輔酶A生成乙酰CoA和一個少兩個碳原子的脂酰CoA。

上述四步反應與TCA循環(huán)中由琥珀酸經延胡索酸、蘋果酸生成草酰乙酸的過程相似，只是β-氧化的第四步反應是硫解，而草酰乙酸的下一步反應是與乙酰CoA縮合生成檸檬酸。

長鏈脂酰CoA經上面一次循環(huán)，碳鏈減少兩個碳原子，生成一分子乙酰CoA，多次重復上面的循環(huán)，就會逐步生成乙酰CoA。