合成脂肪酸可以通過不同的方法進行，具體可以分為以下兩種途徑：
化學合成途徑。主要是通過石油產品的化學轉化來製取。具體方法包括石蠟氧化法、羰基合成法等，其中石蠟氧化法是最常用和產量最大的方法。在這一過程中，原料是石蠟（C21～28的正構烷烴），在氧化塔中與空氣接觸進行催化氧化反應，最終得到脂肪酸。
生物合成途徑。在人體內或某些生物過程中自然發生，人體內的脂肪酸主要來源於食物，但肝臟、哺乳期乳腺、脂肪組織、腎臟和小腸等器官也可以合成脂肪酸。生物合成脂肪酸的直接原料是乙醯CoA，經過一系列化學反應生成不同鏈長的脂肪酸。
這兩種途徑得到的脂肪酸在碳鏈長度和飽和度上有所不同，化學合成途徑通常用於工業套用，如制皂、潤滑脂、油漆等，而生物合成途徑則更多涉及生命活動和代謝過程。