根據脂肪細胞結構和功能的不同，脂肪組織分為兩類。
1、黃（白）色脂肪組織呈黃色（在某些哺乳動物呈白色），即通常所說的脂肪組織。它由大量單泡脂肪細胞集聚而成，脂肪細胞呈圓形或多邊形，細胞中央有一大脂滴，胞質呈薄層，位於細胞周緣，包繞脂滴。在切片上，脂滴被溶解成一大空泡。胞核扁圓形，被脂滴推擠到細胞一側，連同部分胞質呈新月形。黃色脂肪組織主要分布在皮下組織、網膜和腸系膜等處，在成年男子一般約占體重的10%～20%，女人往往更多一些。體內最大的「能源庫」。具有貯存脂肪、保持體溫和參與脂肪代謝的功能。參與能量代謝，並具有產生熱量、維持體溫、緩衝保護和支持填充等作用。
2、棕色脂肪組織呈棕色，其特點是組織中有豐富的毛細血管，脂肪細胞內散在許多小脂滴，線粒體大而豐富，核圓形，位於細胞中央。這種脂肪細胞稱為多泡脂肪細胞。
棕色脂肪組織在成人極少，新生兒及冬眠動物較多，在新生兒主要分布在肩胛間區、腋窩及頸後部等處。棕色脂肪組織的主要功能是，在寒冷的刺激下，棕色脂肪細胞內的脂類分解、氧化，散發大量熱能，而不轉變為化學能。這一功能受交感神經調節。
貯存的脂肪，在需要時可迅速分解成甘油和脂肪酸，經血液輸送到各組織以供利用。脂肪分解後能產生大量的熱能，約9.5千卡/克，為相應糖、蛋白質產能的2倍。在一般正常情況下，人體所消耗的能源物質60%～80%來自體內的糖分，在短期飢餓情況下，則主要由體內的脂肪供能。