脂肪酸的水溶性取決於其分子結構和碳鏈長度。脂肪酸分子由極性的羧基和非極性的烴基組成，這使得它們既具有親水性也具有疏水性。因此，不是所有脂肪酸都能溶於水，這主要取決於烴基的長度：
低級脂肪酸（如乙酸）易於溶於水，因為它們的烴基較短，極性較大。
高級脂肪酸（如硬脂酸和油酸）則難溶於水，尤其是當碳鏈長度增加時，它們的非極性增加，導致在水中溶解度降低。例如，硬脂酸和油酸本身不溶於水，但它們形成的肥皂（高級脂肪酸鈉）可以溶於水。
具體來說：
飽和脂肪酸的溶解度隨著碳數的增加而逐漸降低。例如，甲酸、乙酸、丙酸等低級脂肪酸易溶於水，而到了辛酸，就變得微溶於水（20℃時，0.068g/100g）。
綜上所述，脂肪酸的水溶性與其分子中的羧基和烴基的性質以及碳鏈長度密切相關。低級脂肪酸因烴基較短而易於溶於水，而高級脂肪酸則因烴基較長而難溶於水。