脂肪肝时肝细胞内中性脂肪——甘油三酯蓄积增多的机制复杂，概括起来有下列几种原因。
长期和大量进食高脂肪、高胆固醇饮食导致外源性脂肪大量增多，结果从小肠吸收后进入血液中的乳糜微粒增加，肝脏从血液中摄取或合成甘油三酯相继增多，尽管肝细胞极低密度脂蛋白合成亦相应增多，但仍不足以将过多的甘油三酯转运入血，导致甘油三酯在肝细胞内异常沉积，形成脂肪肝。
生长激素、糖皮质激素等可以激活外周脂肪组织的脂肪酶，导致机体贮存的脂肪水解为甘油和游离脂肪酸，大量游离脂肪酸进入血液。与体重正常者相比，肥胖和2型糖尿病患者体内脂肪酸释放入血明显增加，血浆游离脂肪酸显著升高，肝细胞从血液摄取游离脂肪酸增加，用于合成甘油三酯的脂肪酸相继增多。
脂肪酸在肝细胞内如能得到充分的氧化，转变成能量，肝细胞合成甘油三酯的量就会减少。当肝细胞对脂肪酸氧化障碍时，肝细胞必将通过加速合成甘油三酯以代谢脂肪酸。大量饮酒以及服用某些药物(如胺碘酮)可抑制肝细胞线粒体脂肪酸的氧化能力，使得甘油三酯合成增加，从而易于形成脂肪肝。
肝细胞合成的甘油三酯主要是与载脂蛋白结合成极低密度脂蛋白的形式转运入血。长期饥饿、消化吸收不良、低蛋白饮食等原因使蛋白质摄入不足、氨基酸供应减少或必需脂肪酸缺乏，导致合成磷脂和脂蛋白的原料不足，进而影响脂蛋白的合成。肝细胞炎症、坏死可使甘油三酯与脂蛋白结合障碍。四环素以及某些抗肿瘤药物可使载脂蛋白合成减少。先天性载脂蛋白合成障碍以及长期服用秋水仙碱，可引起肝细胞微管结构及功能受损。以上原因均可导致肝细胞内合成的甘油三酯不能顺利转运入血，尽管甘油三酯合成并未增加，但肝细胞内仍会出现脂肪蓄积。
总之，任何原因引起肝细胞内甘油三酯合成和极低密度脂蛋白分泌之间失去平衡，均可导致脂肪在肝细胞内异常沉积，进而形成脂肪肝。
