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人体摄入的食物被分解为小分子物质的过程称为消化。食物经过消化后，通过消化管黏膜上皮细胞进入血液循环的过程叫作“吸收”。消化和吸收是两个紧密相连的过程。
消化包括机械性消化和化学性消化。机械性消化是通过消化管壁肌肉的收缩活动，将食物磨碎，使食物与消化液充分混合，并使消化了的食物成分与消化管壁紧密接触而便于吸收，使不能消化的食物残渣由消化道末端排出体外。
化学性消化是通过消化腺分泌的消化液对食物进行化学分解，使之成为可被吸收的小分子物质的过程。在正常情况下，机械性消化和化学性消化是同时进行、互相配合的。
消化和吸收是两个相辅相成、紧密联系的过程。消化是吸收的重要前提，吸收是人体对营养素利用的重要保证。消化道不同部位的吸收能力和吸收速度均取决于消化道各部分的组织结构，以及食物在各部位被消化的程度和停留时间。
在口腔和食道内，食物几乎不被吸收；胃内只吸收少量的水分和酒精；只有小肠是吸收的主要部位；三大营养物质的消化产物大部分在十二指肠和空肠被吸收，回肠能主动吸收胆盐和维生素B 12 。对于大部分营养成分，它们到达回肠时，通常已吸收完毕，因此小肠内容物进入大肠时，仅含有极少量的可以被吸收的物质。大肠主要吸收水分和盐类。
小肠细胞膜的吸收作用主要依靠被动转运与主动转运来完成。
1.被动转运
主要包括被动扩散、易化扩散、滤过、渗透等作用。
（1）被动扩散：通常物质透过细胞膜，总是和它在细胞膜内外的浓度有关。不借助载体，不消耗能量，物质从浓度高的一侧向浓度低的一侧透过称被动扩散。由于细胞膜的基质是类脂双分子层，脂溶性物质更易进入细胞。物质进入细胞的速度决定于它在脂质中的溶解度和分子大小，溶解度越大，透过越快；如果在脂质中的溶解度相等，则较小的分子透过较快。
（2）易化扩散：指非脂溶性物质或亲水物质如钠、钾、葡萄糖和氨基酸等，不能透过细胞膜的双层脂类，需在细胞膜蛋白质的帮助下，由膜的高浓度一侧向低浓度一侧扩散或转运的过程。
（3）滤过：消化道上皮细胞可以看作是滤过器，如果胃肠腔内的压力超过毛细血管时，水分和其他物质就可以滤入血液。
（4）渗透：渗透可看作是特殊情况下的扩散。当膜两侧产生不相等的渗透压时，渗透压较高的一侧将从另一侧吸收一部分水过来，以求达到渗透压的平衡。
2.主动转运
在很多情况下，某种营养成分必须要逆着浓度梯度（化学的或电荷的）的方向穿过细胞膜，这个过程称主动转运。
主动转运的特点：载体在转运营养物质时，需有酶的催化和能量提供，能量来自三磷酸腺苷的分解；这一转运系统可以饱和，且最大转运量可被抑制；载体系统有特异性，即细胞膜上存在着几种不同的载体系统，每一系统只运载某些特定的营养物质。
糖类经过消化分解为单糖（主要是葡萄糖，还有果糖和半乳糖）以后，由小肠黏膜吸收入小肠绒毛内的毛细血管，再通过门静脉入肝，一部分合成肝糖元贮存起来，另一部分由肝静脉入体循环，供全身组织利用。
食物中的多糖和二糖在小肠内消化成为单糖（葡萄糖、果糖、半乳糖等）以后，才被吸收到体内。所有非葡萄糖的单糖吸收到血液后，也都要转变为葡萄糖。葡萄糖通过血液循环运输到人体的各个部分，向下述3个方面转变：
（1）一部分氧化分解，最后生成二氧化碳和水，并释放能量供生命活动的需要。
（2）一部分被各种组织合成为糖元，其中的肝脏和骨骼肌是合成糖元的主要器官。糖元在肝脏中是作为能量的暂时贮备，但在肌肉中则是供给肌肉活动的能量。
（3）还有一部分转变为脂肪和某些氨基酸的非氮部分。
蛋白质主要以氨基酸的形式被小肠黏膜吸收，经过小肠绒毛内的毛细血管进入血液循环。有些未经消化的天然蛋白质或蛋白质分解的中间产物，也可以被小肠黏膜吸收，但吸收量极少。有些人对某种食物过敏，可能是由某种蛋白质被小肠直接吸收而引起的。
食物中的蛋白质被消化成各种氨基酸，吸收到体内以后，有以下四个方面的转变：
（1）直接被用来合成各种组织蛋白质，包括血浆蛋白和血红蛋白。有些组织蛋白质的合成进行得非常迅速。
（2）经脱氨基作用而分解为含氮部分（即氨基）和不含氮部分：氨基可以转变为尿素而排出体外；不含氮部分可以合成糖类、脂肪，也可以分解成二氧化碳和水。
（3）通过氨基转换作用，氨基可以转移给其他化合物以形成新的氨基酸。
（4）经过脱羧基作用，可以产生胺类，例如组氨酸脱去羧基（—COOH）后，可以生成组织胺或新的氨基酸。
脂肪在胆盐、胰液和小肠液的作用下消化分解，形成甘油、游离脂肪酸和甘油一酯，以及少量的甘油二酯和未消化的甘油三酯。胆盐可以与脂肪的水解产物形成水溶性复合物。这些水溶性复合物聚合成脂肪微粒（主要成分为胆盐、甘油一酯和脂肪酸）。有人认为这种脂肪微粒能被小肠上皮细胞通过吞饮作用而直接吸收。但也有人认为这种脂肪微粒在被吸收时，各主要成分先分离再分别进入小肠上皮细胞。当上述物质（主要是甘油一酯和脂肪酸）进入小肠上皮细胞后，重新合成为中性脂肪，并在外面包上一层由卵磷脂和蛋白质形成的膜，而成为乳糜微粒。乳糜微粒和多数长链脂肪酸进入小肠绒毛内的毛细淋巴管（也称中央乳糜管），再经过淋巴循环间接进入血液。多数短、中链脂肪酸和甘油可以溶于水，被吸收入毛细血管，直接进入血液循环。由于食物中的动、植物油含长链脂肪酸较多，因此，脂肪的吸收以淋巴途径为主。
食物中的脂类经过消化，吸收到体内以后，可能发生以下4个方面的转变：
（1）在皮下、肠系膜等处贮存起来；
（2）再分解为甘油和脂肪酸等，然后直接氧化生成二氧化碳和水，或者转变为肝糖元等；
（3）参与构成人体的组织；
（4）被各种腺体利用来产生其特殊的分泌物，如外分泌腺所分泌的乳汁、皮脂，内分泌腺所分泌的各种类固醇激素（肾上腺分泌的肾上腺皮质激素，性腺分泌的性激素）等。
维生素属于小分子物质，可以不经消化直接被机体吸收。水溶性维生素一般经简单扩散方式被吸收，水溶性维生素在体内均不能存贮，多余的即从尿排出，因此需经常从食物中摄取。脂溶性维生素溶于脂类，吸收方式和脂类相似。脂肪可促进脂溶性维生素吸收。
矿物质在食品中有离子态和结合态两种状态，人体肠道内没有能够将矿物质从有机成分中释放出来的酶，它们往往在食品有机成分的消化过程中被释放出来。矿物质可由单纯扩散被动吸收，也可通过特殊运转途径主动吸收。
水的吸收主要发生于小肠部位，大肠每日仅吸收300~400mL的水分。一般吸收主要是依靠渗透压差进行的。当肠道内存在难于吸收的溶质时，可能会影响水的吸收速度。在氨基酸被吸收时，水也可以与它相结合的形式被吸收，但是，这时氨基酸的吸收是主动性的，水的吸收则完全是被动性的。