当人体处于空腹状态时，能量代谢会经历一系列复杂的过程，才开始主要消耗脂肪。
1.短期空腹（1-2小时）
在空腹开始后的1-2小时内，身体首先会利用血液中的葡萄糖来提供能量。此时，肝脏会将储存的肝糖原分解为葡萄糖，释放到血液中，以维持血糖水平的稳定。这个阶段主要是糖类供能，脂肪的消耗相对较少。
2.中期空腹（2-4小时）
随着空腹时间的延长，肝糖原逐渐消耗殆尽，血糖水平开始下降，为了维持正常的生理功能，身体会启动糖异生作用，即利用非糖物质（如氨基酸、乳酸等）来合成葡萄糖。同时，胰岛素水平下降，胰高血糖素等激素水平升高，这些激素会促使脂肪细胞释放脂肪酸进入血液。但在这个阶段，脂肪酸的氧化分解还没有成为主要的供能方式，身体仍会优先利用糖异生生成的葡萄糖以及肌肉中的肌糖原分解产生的葡萄糖来供能。
3.长期空腹（4-6小时及以后）
当空腹时间达到4-6小时及以上时，身体的能量供应逐渐以脂肪氧化分解为主，此时，脂肪酸在肝脏和肌肉等组织中被大量氧化，生成乙酰辅酶A，进入三羧酸循环产生能量。同时，酮体的生成也会增加，酮体可以作为大脑等组织的替代能源，减少对葡萄糖的需求，从而进一步促进脂肪的分解。
不过，空腹消耗脂肪的具体时间和程度还受到个体差异的影响，如身体的代谢率、肌肉量、激素水平以及之前的饮食和运动情况等，而且，长期过度空腹对身体健康也有不利影响，可能会导致营养不良、代谢减缓、免疫力下降等问题，因此不建议通过长时间空腹来减肥。
