膽堿以游離的或磷酸酰膽堿、或乙酰膽堿的形態存在于動植物的組織中（特別是腦、膽汁、卵黃、種子）。能調節細胞膜的滲透壓，并作為一種抗脂肪肝因子而歸于維生素B復合體中。后者的作用并不是通過具有甲基的膽堿的供給，而是基于膽堿直接形成磷脂而參于脂肪代謝的調節中去。缺乏膽堿會引起肝臟大量蓄積脂肪，并引起腎臟病變。膽堿可用于治療因脂肪代謝異常而引起的脂肪肝、肝硬化、動脈粥樣硬化和心臟病。