Il s'agit d'un acide gras polyinsaturé de la classe des ω-6 comprenant 20 atomes de carbone et 4 insaturations. Sa nomenclature normalisée est C20:4(5,8,11,14). L'acide arachidonique est trouvé dans les membranes cellulaires comme constituant de phospholipides tels que phosphatidylcholine, phosphatidyléthanolamine et phosphatidylinositol. Il est libéré par l'action de phospholipases qui clivent la liaison ester reliant les acides gras aux fonctions alcool du glycérol des glycérophospholipides.