膽汁酸是在脊椎動物的肝臟中由膽固醇合成的。最初，先使母核7α羥基化，作為中間體有5β-膽甾烷三醇、二羥基及三羥基-5β-膽甾烷酸等。在低等脊椎動物中，先經由膽液的通常成分膽汁醇和高級膽汁酸，最后，由于側鏈末端部的β-氧化失去丙酸而成為膽酸或去氧鵝膽酸的輔酶A衍生物。在這里與牛磺酸或甘氨酸反應而生成結合膽汁酸。膽酸、去氧鵝膽酸以外的膽汁酸，是通過肝臟及腸內細菌對這兩種酸代謝的結果而產生的次級產物。