脂肪酸β - 氧化是体内脂肪酸分解代谢的主要途径，为机体提供了大量的能量，其主要步骤如下：

第一步是活化，脂肪酸在胞液中首先需要被活化成脂酰CoA，这一过程由内质网、线粒体外膜上的脂酰CoA合成酶催化，在ATP、CoA - SH、Mg2 存在的条件下，脂肪酸与CoA - SH结合，生成脂酰CoA。此过程消耗了2个高能磷酸键，相当于消耗了2分子ATP。

第二步是转运，活化后的脂酰CoA必须进入线粒体才能被氧化分解。由于脂酰CoA不能自由透过线粒体内膜，需要肉碱作为载体进行转运。在肉碱脂酰转移酶Ⅰ的催化下，脂酰CoA将脂酰基转移给肉碱，生成脂酰肉碱，然后通过线粒体内膜上的载体转运进入线粒体基质，之后在肉碱脂酰转移酶Ⅱ的作用下，脂酰肉碱又转变为脂酰CoA并释放出肉碱。

第三步是β - 氧化的核心过程，在线粒体基质中，脂酰CoA进行脱氢、加水、再脱氢和硫解四个连续的反应。首先，脂酰CoA在脂酰CoA脱氢酶的催化下，从α、β碳原子各脱去一个氢原子，生成反△2烯酰CoA和FADH2；接着，反△2烯酰CoA在烯酰CoA水化酶的催化下，加水生成L( )-β - 羟脂酰CoA；然后，L( )-β - 羟脂酰CoA在β - 羟脂酰CoA脱氢酶的催化下，脱氢生成β - 酮脂酰CoA和NADH H ；最后，β - 酮脂酰CoA在β - 酮硫解酶的催化下，与1分子CoA - SH作用，使碳链在β位断裂，生成1分子乙酰CoA和1分子比原来少2个碳原子的脂酰CoA。

生成的乙酰CoA可以进入三羧酸循环彻底氧化分解，而FADH2和NADH H 则通过呼吸链进行氧化磷酸化产生ATP。少2个碳原子的脂酰CoA又可以重复上述的β - 氧化过程，直至完全分解为乙酰CoA。