De er polyumættede fedtsyrer (PUFA) med en dobbelt binding (C = C) på det tredje carbonatom fra slutningen af carbon Chain. Fedtsyrer har to ender, den carboxyliske ende (-COOH), der betragtes som begyndelsen på kæden, derfor "alfa", og methylenden (-CH3), der betragtes som "halen" af kæden. Derfor "omega"; Dobbeltbindingen er i omega minus 3 (ikke bindestreg 3). En måde, hvorpå en fedtsyre navngives, bestemmes af placeringen af den første dobbeltbinding, der tælles fra methylenden, det vil sige omega (ω-) eller n-enden. Imidlertid starter det kemiske nomenklatursystem (IUPAC) fra carbonylenden.
De tre typer omega-3 fedtsyrer, der er involveret i human fysiologi, er α-linolensyre (ALA) (findes i vegetabilske olier), eicosapentaensyre (EPA) og docosahexaensyre (DHA). Den alger og marine phytoplankton er primære kilder til omega-3 fedtsyrer. Almindelige kilder til vegetabilske olier, der indeholder omega-3 fedtsyrer ALA, inkluderer valnød, spiselige frø, clary lerfrøolie, tangolie, linolie, Sacha Inchi-olie, Echiumolie og hampolie, mens kilder til animalske omega-3 EPA og DHA fedtsyrer indbefatter fisk, fiskeolier, kyllingæg fodret med EPA og DHA, blæksprutteolier og krillolie. Kosttilskud med omega-3 fedtsyrer ser ikke ud til at påvirke risikoen for død, kræft eller hjertesygdomme. Derudover har undersøgelser af fiskeolietilskud ikke understøttet påstande om hjerteanfald eller forebyggelse af slagtilfælde.
Omega-3 fedtsyrer er vigtige for normal stofskifte. Pattedyr er ude af stand til at syntetisere omega-3 fedtsyrer, men de kan få kortkædet ALA af omega-3 fedtsyrer (18 carbonatomer og 3 dobbeltbindinger) gennem kosten og bruge den til at danne omega-3 fedtsyrer fra vigtigere langkæde, EPA (20 carbonatomer og 5 dobbeltbindinger) og efter EPA, den mest afgørende, DHA (22 carbonatomer og 6 dobbeltbindinger). Evnen til at producere langkædede omega-3 fedtsyrer fra ALA kan blive forringet i aldring.
