脂肪酸的熔点随着碳链的增长呈不规则升高，奇数碳原子链脂肪酸的熔点低于其相邻的偶数碳脂肪酸，不饱和脂肪酸的熔点通常低于饱和脂肪酸，双键越多，熔点越低，双键位置越靠近碳链两端，熔点越高。

引入一个双键到碳链中会降低脂肪酸的熔点，双键位置越向碳链中部移动，熔点降低越大，顺式双键产生的这种影响大于反式。双键增加熔点下降，但共轭双键不在此例。经过氢化、反化或非共轭双键异构化成共轭烯酸等都会提高熔点。每一个奇数碳原子脂肪酸的熔点，小于与它最接近的偶数碳原子脂肪酸的熔点，例如十七酸的熔点（ 61.3℃），既低于十八酸的（ 69.6℃），也低于十六酸的（62.7℃）。此现象不仅存在于脂肪酸，也见于其他长碳链化合物。

（4）沸点

脂肪酸的沸点随碳链增长而升高，饱和度不同但碳链长度相同的脂肪酸沸点相近。