Terdapat banyak jenis lemak, tetapi setiap satu merupakan kepelbagaian dari struktur kimia yang sama. Setiap lemak terdiri daripada asid lemak (rantaian atom karbon dan hidrogen, dengan kumpulan asid karbolik di satu hujungnya) terikat kepada struktur tunjang, sering kali Gliserol ( "tunjang" dari karbon, hidrogen, dan oksijen). Secara kimia, ini merupakan triester bagi glycerol, ester dari molekul yang terbentuk hasil tindakbalas asid karbolik dan alkohol organik. Satu gambaran ringkas adalah, jika kedutan dan lipatan untaian ini diluruskan, molekul ini akan memiliki bentuk huruf besar E. Asid lemak akan setiap satu membentuk garis mendatar; "tunjang" glycerol akan membentuk garis menegak yang menyambung garis datar. Dengan itu lemak akan memiliki ikatan kimia "ester".

Ciri-ciri bagi molekul lemak khusus bergantung kepada asid lemak tertentu yang membentuknya. Asid lemak yang berbeza terdiri daripada bilangan atom karbondan hidrogen yang berlainan. Setiap atom karbon setiap satunya terikat kepada dua atom karbon yang bersebelahan, membentuk untaian bengkang-bengkok; lebih banyak atom karbon dalam asid lemak, lebih panjang untaian itu. Asid lemak dengan untaian panjang lebih cenderung kepada kuasa tarikan intermolekul (dalam kes ini, daya van der Waals), meningkatkan tahap leburnya. Untaian panjang turut menghasilkan lebih banyak tenaga setiap molekul apabila di metabolis.

Tepu dan tidak tepu

Asid lemak yang membentuk lemak juga berbeza dalam bilangan atom hidrogen yang mengikat untaian atom karbon. Setiap atom karbon biasanya mengikat kepada dua atom hidrogen. Apabila asid lemak mempunyai aturan biasa ini, ia dikenali sebagai lemak tepu, kerana apabila atom karbon tepu dengan hidrogen; bererti ia memiliki ikatan kovalent, terikat dengan sebanyak hidrogen yang mungkin. Pada lemak lain, atom karbon mungkin hanya terikat kepada satu atom hidrogen , dan memiliki ikatan berganda kepada atom karbon bersebelahan. Ini menghasilkan asid lemak "tidak tepu". Lebih khas lagi, ia merupakan asid lemak tidak tepu tunggal ("monounsaturated"), manakala, asid lemak tidak tepu pelbagai ("polyunsaturated") merupakan asid lemak dengan lebih dari satu ikatan berganda.Lemak tepu dan tidak tepu berbeza dalam kandungan tenaga dan tahap leburnya. Oleh kerana lemak tidak tepu mengandungi kurang ikatan karbon-hidrogen berbanding lemak tepu dengan bilangan atom karbon yang sama, minyak tidak tepu akan memberikan kurang sedikit tenaga semasa metabolis berbanding lemak tepu dengan bilangan atom karbon yang sama. Lemak tepu mampu menyusun dirinya dalam aturan mampat, dengan itu ia beku dengan mudah dan biasanya dijual sebagai pepejal pada suhu bilik. Tetapi ikatan berganda kaku dalam lemak tidak tepu pada asasnya mengubah bentuk kimia lemak.

Asid lemak trans

Terdapat dua cara ikatan berganda boleh disusun: sebagai isomer dengan kedua bahagian untaian pada sebelah yang sama dengan ikatan berganda (cis-isomer), atau isomer denagn bahagian untaian pada sebelah bertentangan ikatan berganda (trans-isomer). Kebanyakan lemak trans-isomer (biasanya dikenali sebagai lemak trans) dihasilkan secara dagangan dan bukannya terhasil secara semulajadi. cis-isomer memperkenalkan kedutan pada molekul yang menghalang lemak dari daripada tersusun dengan berkesan sebagaimana lemak dengan untaian tepu. Ini mengurangkan daya intermolekul antara molekul lemak,menjadikan ia lebih sukar bagi lemak-cis tidak tepu untuk membeku; ia biasanya cecair pada suhu bilik. Lemak trans masih boleh tersusun seperti lemak tepu, dan tidak cenderung dimetabolis sebagaimana lemak yang lain.

Lemak trans mungkin meningkatkan risiko penyakit jantung koronari.[2]