Szczególną grupą kwasów karboksylowych są tzw. kwasy tłuszczowe. Kwasy tłuszczowe to zazwyczaj nierozgałęzione kwasy monokarboksylowe, zawierające w swych cząsteczkach parzystą liczbę atomów węgla (najczęściej od 4 do 26), co wynika z mechanizmu ich biosyntezy.
Ze wzrostem liczby atomów węgla w cząsteczkach kwasów zmienia się ich stan skupienia oraz rozpuszczalność. Niższe kwasy to ciecze o nieprzyjemnej woni, stosunkowo dobrze rozpuszczalne w wodzie, wyższe – bezwonne, krystaliczne ciała stałe, których rozpuszczalność w wodzie maleje ze wzrostem masy molowej.