Lipolyse er spalting av triglyserider til frie fettsyrer, og monoglyserider, diglyserider eller glyserol. Spaltingen foregår ved hjelp av enzymer kalt lipaser. Lipolyse foregår blant annet i tynntarmen som ledd i fordøyelsen av fett, og i fettcellene for å bruke fettet som energikilde.
Etter lipolyse i fettcellene diffunderer fettsyrer og glyserol ut av fettcellene og over i blodbanen. I blodbanen bindes fettsyrene til transportproteinet albumin, fraktes til kroppens vev og organer og er tilgjengelig som energikilde.
Lipolyse forekommer også i fettholdig mat, og frigjør fettsyrer som kan gi en harsk smak.