Jelito cienkie — o średnicy około 3-4 cm i długości około 3 m — stanowi główne miejsce trawienia i wchłaniania treści pokarmowej, przemieszczającej się w kierunku jelita grubego. W budowie jelita cienkiego wyróżnia się trzy części. Początkowy fragment o długości około 20 cm nosi nazwę dwunastnicy. Następną częścią jelita cienkiego jest jelito czcze, zaś ostatni najdłuższy odcinek stanowi jelito kręte. Powierzchnię chłonną jelita powiększa jego pofałdowanie obejmujące 60% długości (fałdy okrężne Kerkringa). Na powierzchni fałdów umiejscowione są kosmki jelitowe. Powierzchnia kosmków jelitowych pokryta jest pojedynczą warstwą komórek nabłonkowych (enterocytów), których błony komórkowe tworzą mikrokosmki (rąbek szczoteczkowy). Taka budowa jelita cienkiego powoduje powiększenie jego powierzchni do około 200 m².
W mikroskopie elektronowym wykazano, że mikrokosmki pokryte są warstwą określoną mianem glikokalilis, zbudowaną z elementów filamentar-nych. Warstwę tę charakteryzuje duża zawartość enzymów produkowanych przez komórki nabłonka jelitowego (enterocyty). Także enzymy zawarte w soku trzustkowym mogą zostać związane przez glycocalyx. W strukturze tej warstwy występują ponadto enzymy związane z błoną mikrokosmków, które są uwalniane tylko w przypadku jej uszkodzenia. Działanie enzymów, znajdujących się na powierzchni enterocytów, ściśle wiąże się z zapoczątkowaniem aktywnego transportu (także z wykorzystaniem nośników), odpowiedzialnego za absorpcję produktów powstających w wyniku trawienia jelitowego oligosacharydów i oligopeptydów.
Ważnym czynnikiem decydującym o czynności trawiennej jelita jest ilość krwi przepływającej przez tętnice i żyły jelitowe. Po spożyciu pokarmu normalny jelitowy przepływ krwi wynoszący 400 cm3/min wzrasta w fazie trawienia do 750 cm3/min.
Istotną właściwością jelita cienkiego jest jego zdolność do wydzielania w ciągu doby około 7 dm3 płynów stanowiących sok jelitowy, co razem z około 2 dm³ płynu docierającego do światła jelita cienkiego z pokarmem daje prawie 10 dm3 upłynnionej treści jelitowej. Jednakże tylko 10-20% wody obecnej w tej treści dociera do jelita grubego. Reszta ulega zwrotnemu wchłanianiu.
W całym jelicie cienkim, w zagłębieniach zwanych kryptami, występują gruczoły Lieberkiihna produkujące enzymy, przy czym w dwunastnicy dodatkowo spotykane są gruczoły Brunnera. Gruczoły Lieberkiihna uwalniają wydzielinę o pH od 6,5 do 7,5, z której większość służy jako wodne medium, umożliwiające absorpcję substancji z jelita cienkiego. Skład tej wydzieliny jest zbliżony do składu płynu zewnątrzkomórkowego. Sok jelitowy zawiera enterokinazę, powodującą aktywację trypsyny. Enterocyty zawierają duże ilości peptydaz, enzymów trawiących węglowodany (glulcoamylaza, oligo-l,6-glulcozydaza, sacharaza, maltaza, laktaza) oraz lipazę jelitową. Aktywność tych układów enzymatycznych jest największa w trakcie absorpcji substancji odżywczych przez enterocyty. Czynność wydzielnicza jelita cienkiego jest wypadkową działania wielu lokalnych, neurohormonalnych mechanizmów regulacyjnych (rozciągnięcie jelita, miejscowe czynniki drażniące, włókna przywspólczulne, eriterokinina).
Gruczoły Brunnera znajdują się w dwunastnicy, głównie między odźwiernikiem i brodawką Vatera. Gruczoły te w wyniku działania bezpośrednich bodźców pobudzających błonę śluzową dwunastnicy produkują duże ilości śluzu. Ich czynność jest zależna także od pobudzania przez nerwy błędne oraz za pośrednictwem czynników humoralnych. Śluz (o pH 8,3-9,3) wytwarzany przez gruczoły Brunnera chroni ścianę dwunastnicy przed działaniem „trawiącym” soku żołądkowego. Czynność gruczołów Brunnera ulega silnemu hamowaniu pod wpływem pobudzenia układu współczulnego, co według niektórych autorów może prowadzić do zwiększonego ryzyka występowania owrzodzeń dwunastnicy.
Końcowy odcinek jelita krętego przechodzi w zastawkę krętniczo-kąt-niczą, stanowiącą granicę między jelitem cienkim i jelitem grubym. Zastawka (a otwiera się z chwilą wzrostu ciśnienia w jelicie cienkim.