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Ketonkörper werden aus Acetyl-CoA, welches aus der beta-Oxidation der Fettsäuren (Fettabbau) stammt, in der Leber gebildet. Ketonkörper werden vor allem in Hunger- oder Diätphasen oder bei Diabetikern mit Insulinmangel (führt zu Glukosemangel in den Zellen), vermehrt gebildet. Bei Glukosemangel wird zu wenig Pyruvat und letztendlich auch Oxalacetat gebildet. Die niedrige Oxalacetatkonzentration verhindert, dass Acetyl-CoA in den Citratzyklus eintreten kann und somit zum Aufbau neuer Substrate (u.a. Glukose) verwendet werden kann. Das Gehirn und die Muskulatur können im Gegensatz zu anderen Organen Ketonkörper verstoffwechseln, indem sie die Ketonkörper, mittels speziellen Enzymen, in Acetyl-CoA umwandeln können und dieses Acetyl-CoA zur Herstellung von Glukose verwenden können. Das Gehirn kommt im Hungerzustand anstatt mit ca. 120g Glukose pro Tag mit ca. 40g Glukose pro Tag aus. Wenn im Blut die Konzentration an Ketonkörpern über ein bestimmtes Maß ansteigt, kommt es zur Ketoazidose. Dh. der Blut-pH-Wert sinkt ab. Im schlimmsten Fall droht ein ketoazidotisches Koma.
