不饱和脂肪指至少含有一个双键的脂肪或脂肪酸链。如果只有一个双键，则称为单元不饱和脂肪；含有两个双键以上的则称为多元不饱和脂肪。当双键形成时，一对氢原子会被消除，因而与碳原子相结合的氢原子未达到最大值，即“不饱和”。

不饱和脂肪，更确切地说是脂肪酸分为单不饱和、多不饱和。饱和脂肪酸的化学结构上带满氢原子。当一对以上的氢原子失去后，脂肪酸就变成多不饱和形式。他们存在于多数植物油中。大部分对血液中胆固醇水平没有影响，如果在膳食中代替饱和脂肪酸将会非常有益。然而，脂肪含量较多的鱼和鱼油中的多不饱和脂肪酸(被称为omega-3多不饱和脂肪酸)被认为可以帮助降低胆固醇，因此有益健康。在细胞的新陈代谢中，不饱和脂肪所产生的能量相比饱和脂肪较少。脂肪的不饱和程度越高（双键数量越多），其过氧化的可能性越高，从而越容易对人体健康不利，这时需要抗氧化物来防止这一情况的发生。当失去一对氢原子时，就被称为单不饱和脂肪酸。他们不增加血液中的胆固醇，更有益。主要来源是橄榄油和油菜籽油（用于人造黄油和低脂面包酱）。