Dalam kimia dan terutamanya bidang biokimia, asid lemak ialah asid karboksilik yang mempunyai ekor alifatik yang dikategorikan sama ada tepu atau tidak tepu. Kebanyakan asid lemak semula jadi mempunyai bilangan rangkaian atom karbon yang genap dari 4 hingga 28.[1] Asid lemak kebiasaannya berasal dari trigliserida atau fosfolipid. Asid lemak yang tidak diikat bersama molekul lain dikenali sebagai asid lemak "bebas". Asid lemak penting sebagai sumber tenaga kerana menghasilkan ATP dalam kuantiti yang besar apabila melalui metabolisme. Kebanyakan jenis sel menggunakan glukosa atau asid lemak untuk metabolisme. Secara khususnya, jantung dan otot rangka menggunakan asid lemak sebagai sumber metabolisme.
Asid karboksilik yang pendek seperti asid butirik (4 atom karbon) dikategorikan sebagai asid lemak, manakala asid lemak yang diperolehi dari lemak atau minyak asli boleh dianggap memiliki paling kurang 8 atom karbon. Kebanyakan asid lemak asli mempunyai bilangan nombor atom karbon yang genap, kerana biosintesis asid ini melibatkan asetil-KoA, koenzim yang membawa kumpulan karbon dua atom.