胆汁酸是胆汁中存在的一类胆烷酸的总称。人类胆汁中存在的胆汁酸主要有胆酸（CA）、鹅脱氧胆酸（CDCA）、脱氧胆酸（DCA），还有少量石胆酸（LCA）及微量熊脱氧胆酸（UDCA）。前4种胆酸在胆汁中的比例通常为10：10：5：1。
胆汁酸按其在体内来源的不同可分为初级胆汁酸和次级胆汁酸。在肝细胞内以胆固醇为原料合成的叫初级胆汁酸（包括胆酸及鹅脱氧胆酸），而后在肠道内经肠菌中酶的作用形成次级胆汁酸（包括脱氧胆酸、石胆酸及熊脱氧胆酸等）。胆汁酸主要以结合型形式从肝分泌入肝汁。结合型即指前述胆汁酸与甘氨酸或牛磺酸结合而成的结合胆汁酸。较大量存在的结合胆汁酸有甘氨胆酸、甘氨鹅脱氧胆酸、甘氨脱氧胆酸、牛磺胆酸、牛磺鹅脱氧胆酸及牛磺脱氧胆酸等。无论游离的或结合型的胆汁酸，其分子内部都是既含亲水基团（羟基、羧基、磺酰基），又含疏水基团（甲基及烃核），故胆汁酸的立体构型具有亲水和疏水两个侧面，因而使胆汁酸表现出很强的界面活性。它能降低脂、水两相之间的表面张力，促进脂类形成混合微团，这对脂类物质的消化吸收以及维持胆汁中胆固醇的溶解都起重要作用。
肝在胆汁酸代谢中占重要地位，肝细胞与胆汁酸的生物合成、分泌、摄取、加工转化都有密切关系。因此，当肝细胞损伤或胆道阻塞时都会引起胆汁酸代谢的障碍。在肝胆疾病时首先表现出的是病人血清胆汁酸浓度的增高。在肝实质细胞病变时，胆汁酸的合成功能受损，还会引起初级胆汁酸比值（CA/CDCA）变小甚至出现倒置。
实验性肝内胆汁淤滞可因给动物投给牛磺石胆酸而引起，实验研究结果表明：石胆酸能抑制毛细胆管膜上的Na+、K+-ATP酶的活性，从而导致胆汁分泌障碍。另外，由石胆酸所形成的微团粗大，使胆汁粘度显著增加，这也是石胆酸造成胆汁淤滞的原因。
胆汁酸代谢与胆固醇结石的形成有密切关系（见本章第五节）。
胆汁酸代谢与高脂蛋白血症有密切关系。各型高脂蛋白血症，其血浆胆固醇浓度可有不同程度的升高，胆汁酸代谢可从下述几方面影响体内胆固醇的平衡。
⒈胆汁酸的生物合成是内源性胆固醇的主要代谢去路胆汁酸的生物合成又主要是通过其本身的反馈作用进行调控的。
⒉肝细胞通过胆汁排泄胆固醇，主要依靠胆汁酸的乳化及形成混合微团的作用，因而胆汁酸合成、分泌的质和量都对胆固醇的排泄有影响。
⒊胆汁酸在食物胆固醇的吸收过程中起协助作用，吸收的胆固醇直接调控肠壁细胞及肝细胞内胆固醇的合成。因此，高脂蛋白血症时的代谢紊乱必然涉及胆汁酸的代谢异常。例如IIa型高脂血症时，CA的量明显降低，而CDCA的合成则代偿地增加。
在维持胆汁酸肠肝循环的过程中，小肠起着重要的作用。回肠切除术后，如果胆汁酸的重吸收严重减少，胆汁酸丢失过多，可导致脂肪消化吸收不良（脂肪泻）。
血清胆汁酸浓度很低（总胆汁酸2μg/ml），可用气相色谱、放射免疫、高效液相层析法及酶学分析法（以3α-羟类胆固醇脱氢酶为工具酶）测定NADH生成量。可以测定血清总胆汁酸（TBA），用气相色谱、放射免疫和高效液相层析尚可对胆酸、脱氧胆酸及鹅脱氧胆酸进行分别测定，还可进行胆汁酸负荷试验及尿中硫酸结合型胆汁酸的测定。
测定血清胆汁酸可提供肝胆系统是否正常的重要信息。肝量疾病时周围血液循环中的胆汁酸水平明显增高。急性胆炎早期和肝外阻塞性黄疸时，有些病例可增至正常值的100倍以上。在胆道阻塞时，病人血清中CA及CDCA浓度增加，但CA所占比例较高(CA/CDCA＞1）。肝实质细胞损伤时，CA/CDCA＜1。故CA/CDCA比值可作为肝胆阻塞性疾病与肝实质细胞性疾病的鉴别指标。
肝胆疾病时血清胆汁酸浓度的升高与其他肝功能试验及肝组织学的变化极为吻合，在肝细胞仅有轻微坏死时，血清胆汁酸的升高常比其他检查更为灵敏。有报告统计，急性肝炎、肝硬化、原发性肝癌、急性肝丙胆汁淤滞、原发性胆汁性肝硬化以及肝外阻塞性黄疸，其血清总胆汁酸均100％出现异常，上述疾病时均有血清胆汁酸含量的增高。关于血中胆汁酸异常的程度与肝胆疾病种类的关系如表10-8所示。
表10-8 血中胆汁酸异常的程度与肝胆疾病种类的关系
| 血中胆汁酸轻度增加（10-20μmol/L） | 血中胆汁酸中度增加（20-40μmol/L） | 血中胆汁酸重度增加（40μmol/L以上） |
| 急性肝炎（恢复期） | 急性肝炎（急性期） | 急性肝炎（急性期） |
| 慢性肝炎（非活动期，活动期） | 慢性肝炎（活动期） | |
| 肝硬化（代偿期） | 肝硬化（代偿期） | 肝硬 |
| 肝癌 | 肝癌 | 肝化（代偿性，非代偿性） 癌 |
| 体质性黄疸（Gilbert病Dubin-Johnson综合征） | 胆汁淤滞性黄疸（肝内、肝外性）重症肝炎 |
血清中胆汁酸含量受肠道吸收的胆汁酸量与肝门静脉中的胆汁酸被肝脏摄取的摄取率所决定。由于肝损伤的存在，则经肝门静脉回肝的胆汁酸因肝细胞功能低下或侧枝循环的形成，导致肝不能充分摄取胆汁酸，则胆汁酸在血中浓度增高。
近年来有用熊去氧胆酸进行的胆汁酸负荷试验，检测肝脏对胆汁酸处理的能力。经口服熊去氧胆酸300mg后，用3α-羟类固醇脱氢酶法测定血中的胆汁酸，结果发现慢性肝炎（活动型）、肝硬化及脂肪病人在负荷后血清总胆汁酸显著增高，表明这些病人清除胆汁酸的能力显著降低。有报告胆汁酸负荷试验结果异常的检出率为：肝硬化100％，慢性肝炎活动型为92％-100％，慢性肝炎（非活动型）为70％-82％。
还有检测尿中硫酸结合型胆汁酸的报告，胆汁酸与硫酸结合反应亦属机体防御机制之一，当胆汁淤滞使血中胆汁酸升高时，一部分胆汁酸即与硫酸相结合，从而使其极性增加，随尿排泄增多。过去测定尿中硫酸结合型胆汁酸用层析法，操作复杂，现在有硫酸酯酶与3α-羟基类固醇脱氢酶（3α－HSD）组成的试剂盒，操作简便。结果表明：正常组为2.0±1.8μmol/g肌酐，在各种肝疾患时上升，急性肝炎122.0±28.6μmol/g肌酐；肝外性胆道阻塞124.5±67.7μmol/g肌酐；非代偿性肝硬化77.8±21.3μmol/g肌酐；肝内胆汁淤滞则为67.2±23.5μmol/g肌酐。这是诊断急性肝炎及肝外胆道阻塞、非代偿性肝硬化等的重要指标。