脂肪酸的β-氧化主要在粒線體基質中進行，該處包含完整的酵素系統可催化脂肪酸逐步氧化產生乙醯輔酶A。 **A. mitochondrial outer membrane** 外膜主要功能為物質通道與結構支撐，不含脂肪酸氧化酵素。脂肪酸必須先經肉鹼梭系統進入內膜以通過屏障。 **B. mitochondrial inner membrane** 內膜含肉鹼棕櫚醯基轉移酶(CPT I/II)等轉運相關酵素，但脂肪酸的實際氧化代謝不在此進行。 **C. mitochondrial intermembrane space** 膜間隙為內外膜之間的區域，僅作為肉鹼梭的過渡區域，無脂肪酸氧化酵素活性。 **D. mitochondrial matrix** ✓ 基質含有β-氧化的所有關鍵酵素：乙醯輔酶A合酶、脂肪醯輔酶A脫氫酶、水合酶、3-酮醯輔酶A硫解酶等，完整催化脂肪酸的逐次2碳氧化。