La malonyl-coenzyme A, souvent écrite malonyl-CoA, est un thioester entre l'une des fonctions acide carboxylique de l'acide malonique et la fonction thiol de la coenzyme A. C'est une molécule clé dans la biosynthèse des acides gras et des polycétides. La malonyl-CoA sert aussi à transporter l'alpha-cétoglutarate à travers la membrane mitochondriale dans la matrice mitochondriale.