Omega-3 är mycket viktigt för både den mentala och den fysiska hälsan. Hjärnan och nervsystemet består till 60 procent av fett, och av de däggdjur man undersökt så har endast de långkedjade fettsyrorna varit närvarande i hjärna och nervsystem, och förhållandet mellan omega-3 och omega-6-fettsyror har varit 1:1. Därför är det troligt att brist på de långkedjade omega-3-fettsyrorna kan leda till sjukdomstillstånd och psykiska problem.

Enligt forskaren M.A. Crawford är det mycket sannolikt att människans hjärna utvecklades vid havsstranden där det fanns god tillgång på de långkedjade omega-3-fettsyrorna. Man kan också se att djur som utvecklats vid havet har större hjärnor i förhållande till kroppsvikten än djur som utvecklats på savannen. Detta tack vare den goda tillgången på omega-3-fettsyror i mat från havet. Crawford säger att vår hjärnas kapacitet har nu slutat att öka och istället minskar den. Detta har skett samtidigt som konsumtionen av omega-3 har minskat. Om hjärnan inte får tillgång till de fetter som den behöver så kan den inte heller fungera optimalt. Omega-3 har en förmåga att göra cellmembranen mer anpassningsbara vilket underlättar signalöverföringen i synapserna.

Det har visat sig att DHA kan minska aggression vid mental stress. I en japansk studie fick 22 studenter ett kosttillskott med 1,5 - 1,8 gram DHA per dag. Kontrollgruppen som bestod av 19 studenter fick placebo med sojabönsolja. Studien påbörjades i september vilket var i slutet på sommarlovet när studenterna var utvilade och pågick sedan under tre månader. Den avslutades i december under slutexamen i patologi när studenterna arbetade under mycket stor press. Kontrollgruppen som fick placebo uppvisade en markant ökning av aggressioner mot andra under den stressiga perioden, medan de som fick DHA inte uppvisade några skillnader i sin aggression (Hamazaki et al.). Detta tyder på att det är sannolikt att DHA gör människor mer stresståliga och mindre benägna att ta till våld i stressiga situationer.

Omega-3 är kanske mest känd för att motverka hjärt- och kärlsjukdomar, något som också har bevisats i många studier. Brist på de långkedjade fettsyrorna DHA och EPA påverkar blodfetterna negativt och ökar därför risken för hjärt- och kärlsjukdomar.

En studie från USA (Kris-Etherton et al.) från 2002 visade att omega-3 minskade förekomsten av hjärt- och kärlsjukdomar. Personer som riskerar hjärtinfarkt kan därför minska risken genom att konsumera mer omega-3 från både växt- och djurriket. Intag som nämns i studien är 1,5 - 3 gram ALA per dag, och för DHA+EPA ett intag på 0,5 - 1,8 gram per dag. Det motsvarar ungefär två måltider med fet fisk per vecka, plus att man bör inkludera rapsolja, valnötter och linfrö i det man äter. I studien nämner författarna också att man bör tänka på att inte få i sig för mycket miljögifter (metylkvicksilver och PCB) och att man därför bör äta många olika slags fisk för att minimera den risken.

De flesta studier på hjärt- och kärlsjukdomar har gjorts på män. Det finns dock en studie (Hu et al.) från 2002 där ca 85 000 kvinnor i åldern 34-59 år deltog. Den visade på liknande resultat som tidigare studier, d.v.s. att risken för hjärtattack minskar vid hög konsumtion av fisk och omega-3. Framför allt minskar risken för hjärtattack som leder till dödsfall. Vid studien togs hänsyn till rökning, ålder och andra riskfaktorer.

För mycket omega-6 i förhållande till omega-3 i kosten gör att det bildas mycket arakidonsyra (onda eikosanoider), vilket bidrar till ökad inflammation och plackbildning i blodkärlen. Omega-3 och dess derivat (de goda eikosanoiderna) vidgar däremot blodkärlen och motverkar att blodet klumpar sig. Omega-3 minskar därför inte bara risken för hjärtattack utan kan även ge en sänkning av blodtrycket.

International Society for the Study of Fatty Acids and Lipids rekommenderar ett intag på minst 500 mg per dag fiskolja för god hälsa i hjärta och kärl.

Populationer som äter mycket fisk (Japan, Island) har visat sig ha en lägre frekvens av bröstcancer och andra typer av cancer. Det finns många studier som visar på att människor som äter mycket fisk sällan drabbas av cancer. Det finns däremot också några kontrollerade studier som inte visar på några positiva resultat. Dessa result kan dock bero på brister i de studierna, till exempel att olivolja (som kan ha positiva hälsoeffekter) har använts som placebo, och att ingen hänsyn tagits till om fisken har varit odlad eller vildfångad. Om detta skriver Garry Gordon i boken "The Omega-3 Miracle".

Studier som Dauchy och Sauer har gjort på råttor har visat att cancertumörer på råttor växter snabbare om de får en diet med mycket linolsyra (omega-6), till och med snabbare än om de får en diet med mycket mättat fett. Omega-3 däremot har en cancerhämmande effekt och saktar ner tumörtillväxten.

De som äter fisk håller sin hjärna friskare och det är framför allt den långkedjade fettsyran DHA som har visat sig vara särskilt aktiv mot alzheimer. När 815 friska män och kvinnor mellan 65 och 94 år undersöktes under perioden 1993 till 2000 (Morris et al.), så visade resultaten från studien att 131 av dem hade utvecklat alzheimer. De som åt fisk minst en gång i veckan hade 60 procent lägre risk att insjukna i alzheimer än de som sällan eller aldrig åt fisk. Ett intag av DHA och EPA visade på nedsatt risk för alzheimer. Ett intag av bara DHA hade också god effekt, men däremot visade inte endast EPA på någon nedsatt risk för alzheimer.

Det har också konstaterats (Conquer et al.) att personer med nedsatt kognitiv förmåga, demens och alzheimer har signifikant lägre förekomster av DHA och EPA i plasman i hjärnan. Enligt studien hade de 17-33 procent lägre koncentrationer av DHA, och 42 procent lägre koncentrationer av EPA jämfört med friska personer i samma ålder. Därför är det sannolikt att både EPA och DHA kan motverka demens och försämrade kognitiva förmågor som är vanligt vid hög ålder.

Joseph Hibbeln vid National Institutes of Health som är expert på fiskolja anser att det är den sneda fördelningen mellan omega-3 och omega-6 i kosten som har gett upphov en ökning av depression och andra mentala problem. En anledning till detta kan vara att konsumtionen av omega-6 har ökat drastiskt det senaste seklet. Det finns också bevis för att låga nivåer av omega-3 hänger samman med låga nivåer av må-bra-substansen serotonin i hjärnan.

I länder där fiskkonsumtionen är hög är också andelen deprimerade personer låg. Hibbeln konstaterar bland annat att Nya Zeeland som har en mycket låg fiskkonsumtion har dessutom en av de högsta självmordsfrekvenserna på 5,8 procent årligen. I Japan äter man nästan fyra gånger så mycket fisk och där är självmordsfrekvensen endast 0,12 procent. Liknande resultat ser man också i andra länder. Hibbeln, liksom många andra experter, anser att förhållande mellan fettsyrorna omega-3 och omega-6 bör vara 1:1.

Det är inte fastställt om det är DHA eller EPA som är den mest verkfulla substansen mot depression. I en studie av 1 767 finnländare (Tanskanen et al.) visade det sig att risken för att drabbas av depression var 37 procent lägre för de som åt fisk minst två gånger i veckan. Risken till självmordstendenser var 43 procent lägre. Detta stämmer väl överens med en japansk studie av 265 000 personer som utfördes under en 17-årsperiod.

Psykolog Edward Suarez vid Duke University Medical Center har funnit att unga friska kvinnor med låga kolesterolvärden har högre risk att känna depression och ångest än kvinnor med normala kolesterolvärden. Suarez säger att unga kvinnor kan förbättra sina kolesterolvärden genom att konsumera fisk eller fiskolja.

Alex Richardson vid Oxford skriver att det finns flera studier som tyder på att en obalans av fettsyrorna omega-3 och omega-6 kan leda till inlärningssvårigheter och andra beteendeproblem. De som drabbas av dyslexi och ADHD kan behöva mer av dessa fettsyror än andra för att deras hjärnor ska fungera och utvecklas normalt. Det förefaller vara så att det är omega-3, och i synnerhet EPA, som ger bättre resultat än omega-6. Richardson nämner dock att det behövs mer forskning på området innan man kan dra några säkra slutsatser.

En studie från Oxford från 2005 har visat att extra tillskott av omega-3 och omega-6 kan hjälpa vid ADHD-relaterade problem (Richardson). I studien fick hälften av en grupp barn (5–12 år) med inlärningssvårigheter tillskott av omega-3 och omega-6 under tre månader. De visade signifikanta förbättringar på stavning, läsning och övrigt beteende än jämförelsegruppen som fick placebo (overksam substans). När sedan jämförelsegruppen också fick tillskott av omega-3 och omega-6 under tre månader så uppvisade de liknande positiva resultat (se Barn).

Det finns mycket som tyder på att det finns ett samband mellan schizofreni och brist på de fleromättade fettsyrorna i hjärnan. Schizofrena personer har låga nivåer av både omega-3 och omega-6 i cellmembranen och de röda blodkropparna innehåller bara hälften så mycket DHA och omega-6 jämfört med friska hjärnor. I den första av två andra studier (Peet et al.) från 2001 undersöktes 45 patienter som gick på antipsykotisk medicin och de fick antingen DHA, EPA eller placebo under tre månader. Enligt forskaren Malcolm Peet så hade DHA ingen större effekt utan det var snarare EPA som visade sig vara mer verksamt mot schizofreni. Under den andra studien användes bara EPA eller placebo och den visade på liknande positiva resultat. I en ännu senare studie av Peet har fyra av fem tester med EPA visat sig ha goda effekter på schizofrena hjärnor.

Fiskolja (EPA) kan också lindra vid reumatiska besvär eftersom att den är inflammationshämmande (Fortin et al.). Att omega-3-fettsyror dessutom är lättflytande vid låga temperaturer kan inte heller vara någon nackdel för stela leder. Sardiner, anchovis och andra djuphavsfiskar i de kalla haven vid Antarktis överlever tack vare att de innehåller mycket omega-3 vilket gör att de inte blir stela av kylan. Samma effekt har omega-3 på människors leder.