Przez obecność w ich strukturze długich, niepolarnych łańcuchów węglowych, tłuszcze są hydrofobowe, co oznacza, że ich cząsteczki nie oddziałują z cząsteczkami polarnej wody.
W związku z tym tłuszcze są nierozpuszczalne w wodzie (pamiętajmy o zasadzie „podobne rozpuszcza się w podobnym”), ponieważ nie mogą z nią tworzyć wiązań wodorowych.
Przez swoją hydrofobowość tłuszcze mogą tworzyć błony komórkowe, być transportowane przez komórki krwi czy stanowić istotny magazyn energii, niezbędny w procesach metabolicznych w organizmie.
Wiązanie wodorowe tworzy się między atomem wodoru jednej cząsteczki, a jednym z silnie elektroujemnych atomów drugiej cząsteczki (fluoru, tlenu bądź azotu).
Powoduje ono asocjację cząsteczek, czyli ich łączenie się w większe agregaty, w związku z czym, aby zmienić ich stan skupienia potrzeba anomalnie wysokich temperatur, stąd wysokie temperatury wrzenia czy topnienia takich związków chemicznych.