Situado en la cavidad abdominal, el intestino delgado es un tubo alargado y hueco con paredes más delgadas que las del estómago. Mide entre siete y nueve metros de largo, plegado varias veces. Se divide en tres partes: duodeno, o parte más cercana al estómago; yeyuno, o porción media; e íleon, tramo final.
Al igual que el estómago, el intestino delgado tiene músculos que, al moverse, hacen que los alimentos vayan avanzando. La pared interior del intestino delgado no es lisa, sino que presenta una gran cantidad de vellosidades intestinales, las que están irrigadas internamente por pequeños vasos sanguíneos.
El páncreas produce el jugo pancreático, y el hígado, la bilis. Estos dos jugos son vertidos al intestino delgado. La bilis ayuda a disolver las grasas, lo que facilita su asimilación. Mientras, el jugo pancreático completa la digestión de las proteínas y los azúcares, proceso que comenzó en el estómago, junto al jugo intestinal producido por las paredes del intestino delgado. Una vez digeridos los alimentos, sus componentes deben pasar a la sangre para ser distribuidos a todos los órganos del cuerpo. Cuando las enzimas digestivas han disociado las grandes moléculas de proteínas, polisacáridos, ácidos nucleicos y lípidos en unidades constituyentes, los productos son absorbidos por la pared del intestino, especialmente del delgado. Pequeñas fracciones en forma de dedo, llamadas vellosidades intestinales, cubren toda la superficie de la mucosa intestinal, cada una de las cuales contiene una red de capilares sanguíneos y un capilar linfático en su centro, al cual son transferidos los nutrientes.
La mucosa del intestino delgado también secreta la hormona secretina, que estimula al páncreas para producir las enzimas digestivas.