Ketolichamen zijn energierijke moleculen met een ketongroep, of een daar makkelijk in om te zetten hydroxylgroep. Ze hebben een laag moleculair gewicht en worden onder andere door de hersenen gebruikt als brandstof in het geval van hypoglykemie. Chemisch gezien zijn het vooral acetoacetaat, aceton en, hoewel zelf geen keton, het via reductie uit de eerste ontstane D-β-hydroxyboterzuur
Ketolichamen worden hoofdzakelijk geproduceerd in de lever en verbruikt in de hersenen en perifere weefsels als de huid.
Synthese van deze stoffen vindt plaats tijdens de afbraak van vetzuren. Tijdens hypoglykemische situaties (een tekort aan direct beschikbaar glucose) is dit noodzakelijk omdat de bloed-hersenbarrière niet doorlaatbaar is voor vetten. Via een omweg, goed water-oplosbare kleine verbindingen, moet deze bron van energie naar de hersenen worden gebracht. Voor de aanmaak van een ketolichaam zijn twee acetyl-CoA-moleculen nodig. Bij de afbraak ervan komen twee acetyl-CoA-moleculen vrij. Eigenlijk zijn ketolichamen een handige manier om acetyl-CoA vanuit de lever te transporteren en als cellulaire brandstof beschikbaar te maken.