膽汁酸的結構是以膽烷酸為母核，根據膽烷酸取代基位置和數目的不同構成了不同結構的膽汁酸。膽汁酸按其結構可以分為兩大類：游離型膽汁酸和結合型膽汁酸。結合型膽汁酸的形成是由于甘氨酸（Gly）和牛磺酸(Tau)與游離型膽汁酸結合而形成的。
而根據來源的不同膽汁酸又可以分為初級膽汁酸、次級膽汁酸和三級膽汁酸。初級膽汁酸(primary bile acid) 由膽固醇直接合成，包含膽酸、鵝去氧膽酸以及相應的結合型膽汁酸; 次級膽汁酸(secondary bile acids) 是初級膽汁酸經過腸道菌酶的催化，脫去羥基轉化而成，次級膽汁酸包括去氧膽酸和石膽酸; 三級膽汁酸(tertiary bile acid) 是次級膽汁酸經過肝臟和腸道的重吸收作用后所得的產物，熊去氧膽酸就是典型的三級膽汁酸。
膽汁酸的結構通式見圖1，不同單體膽汁酸的結構差異見表1，主要區別在于R1/R2/R3/R4。
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