Są to wielonienasycone kwasy tłuszczowe (PUFA) z podwójnym wiązaniem (C = C) na trzecim atomie węgla od końca łańcucha węglowego. Kwasy tłuszczowe mają dwa końce, koniec karboksylowy (-COOH), który jest uważany za początek łańcucha, czyli „alfa”, i koniec metylowy (-CH3), który jest uważany za „ogon” łańcucha., Dlatego „omega”; Wiązanie podwójne to omega minus 3 (nie kreska 3). Jeden sposób nazywania kwasu tłuszczowego jest określany przez położenie pierwszego podwójnego wiązania, liczonego od końca metylowego, czyli końca omega (ω-) lub n-końca. Jednak standardowy system nomenklatury chemicznej (IUPAC) zaczyna się od końca karbonylowego.
Trzy rodzaje kwasów tłuszczowych omega-3 zaangażowanych w fizjologię człowieka to kwas α-linolenowy (ALA) (znajdujący się w olejach roślinnych), kwas eikozapentaenowy (EPA) i kwas dokozaheksaenowy (DHA). Alg i morskich fitoplanktonu są podstawowym źródłem kwasów omega-3 kwasów tłuszczowych. Typowe źródła olejów roślinnych zawierających kwasy tłuszczowe omega-3 ALA obejmują orzechy włoskie, nasiona jadalne, olej z nasion gliny muszkatołowej, olej z wodorostów, olej lniany, olej Sacha Inchi, olej Echium i olej konopny, podczas gdy Źródła zwierzęcych kwasów tłuszczowych omega-3 EPA i DHA obejmują ryby, oleje rybne, jaja kurze karmione EPA i DHA, oleje z kałamarnic i olej z kryla. Suplementacja omega-3 kwasów tłuszczowych nie wydaje się wpływać na ryzyko o śmierci, raka lub choroby serca. Ponadto badania suplementów oleju rybnego nie potwierdziły twierdzeń o zapobieganiu zawałom serca lub udarom.
Kwasy tłuszczowe omega-3 są ważne dla prawidłowego metabolizmu. Ssaki nie są w stanie syntetyzować kwasów tłuszczowych omega-3, ale mogą uzyskać krótkołańcuchowy ALA kwasów tłuszczowych omega-3 (18 węgli i 3 podwójne wiązania) z pożywieniem i wykorzystać go do wytworzenia kwasów tłuszczowych omega-3 z ważniejszy długi łańcuch, EPA (20 atomów węgla i 5 wiązań podwójnych), a po EPA najważniejszy DHA (22 atomy węgla i 6 wiązań podwójnych). Zdolność do wytwarzania długołańcuchowych kwasów tłuszczowych omega-3 z ALA może ulec osłabieniu podczas starzenia.