三酰甘油是甘油与3个脂肪酸（fatty acid，FA）分子酯化形成的。供三酰甘油合成的FA的量取决于FAs的产生和利用之间的平衡。游离脂肪酸（FFAs）来源于周围脂肪的分解、食物或新的脂质生成。氧化、磷脂形成和三酰甘油合成时脂肪酸被利用。三酰甘油在微粒体转运蛋白（microsome transporting protein， MTP）催化的反应中与ApoB100结合转化为极低密度脂蛋白。当三酰甘油的形成超过其输出以及VLDL的形成减少时，便蓄积在肝内。当体内和肝中FFA显著增多时，脂肪酸代谢产物也大量增多，而脂肪酸代谢产物的蓄积能够激活包括蛋白激酶C-θ（PKC-θ）、c-Jun氨基端激酶（JNK-1）和抑制κB激酶b（IKKb）等在内的丝氨酸激酶级联反应，从而使胰岛素受体底物（肌肉为IRS-1，肝为IRS-2 ）的丝氨酸磷酸化，导致磷脂酰肌醇-3激酶（PI-3K）不能活化，进而阻断了胰岛素信号的传导。此外，软脂酸还能抑制胰岛素受体β亚单位酪氨酸的磷酸化，并且随着作用时间的延长抑制作用更明显，从而阻断胰岛素在细胞内的信号传导。脂肪酸氧化的增加还可使糖原合成酶亚单位分离，失去活性，抑制糖原生成，而且还竞争性地抑制外周葡萄糖的利用。
NAFLD患者由于过多摄入热量和饱和脂肪酸并且缺乏必需的体育锻炼，造成体内脂肪含量的增加。不同部位的脂肪组织作用不同，主要分为内脏脂肪组织和外周脂肪组织。尽管近来有数据表明由内脏脂肪组织释放的FFAs仅占到达肝和全身FFAs的10%，非内脏脂肪组织是肝脂肪的主要来源，但是内脏脂肪组织在代谢的危险因素和全身脂肪代谢方面起重要的作用。内脏脂肪而不是总脂肪能预测肝脂肪变性和
肝功能异常，而手术去除内脏脂肪能改善脂肪变性。因此，消瘦的人群也可能存在中心性肥胖，从而出现NAFLD。
