Chemiczny rozkład składników pokarmowych przeprowadzony jest etapowo przez liczne enzymy.
Amylazy są enzymami, które rozkładają wiązania chemiczne w cukrach złożonych. Amylaza ślinowa oraz amylaza trzustkowa działają w ten sposób, że od cząsteczki wielocukru kolejno „odczepiane” są dwucukrowe cząsteczki maltozy. Dalszy rozkład maltozy do glukozy przeprowadza maltaza, czyli enzym ściany jelita cienkiego. Produkt końcowy trawienia- glukoza- wchłaniana jest do naczyń krwionośnych kosmków jelitowych, stamtąd wędruje żyłą wrotna do wątroby i dale w układzie krwionośnym rozprowadzana jest po całym ciele. Nadwyżka glukozy w wątrobie może być wykorzystana do syntezy glikogenu. Gdy nadwyżka glukozy jest duża i stan taki jest długotrwały, glukoza w wątrobie przekształcana jest w glicerol oraz kwasy tłuszczowe, które wydzielane są do krwi. Z krwią trafiają między innymi do komórek tkanki tłuszczowej i ulegają zamianie w tłuszcze obojętne (zapasowe).
Białka trawione są przy udziale proteaz. Rozkładają one wiązania peptydowe między aminokwasami. Trawienie białek zaczyna się dopiero w żołądku, gdzie komórki gruczołowe wydzielają nieczynny enzym- pepsynogen. W obecności kwasu solnego pepsynogen przekształca się w postać czynną- pepsynę. Pepsyna rozkłada białka na krótsze łańcuchy polipeptydowe.
W jelicie cienkim działają trypsyna oraz chymotrypsyna, rozkładaj cząsteczki polipeptydów do tripeptydów i dipeptydów. Oba wspomniane enzymy wydzielane są przez trzustkę i do dwunastnicy dostają się w postaci nieczynnej.
Tripeptydy i dipeptydy rozkładane są przez peptydazy ściany jelita cienkiego do aminokwasów. Te ostatnie wchłaniane są do krwi i żyłą wrotną dostają się do wątroby, stamtąd część aminokwasów dalej wędruje z krwią do komórek ciała. W komórkach wątroby nadwyżka aminokwasów pozbawiana jest reszt aminowych. Powstają wówczas: toksyczny amoniak oraz tak zwane ketokwasy. Amoniak przetwarzany jest przez komórki wątrobowe w znacznie mniej trujący mocznik, który z krwią odtransportowywany jest do nerek. Z kolei ketokwasy mogą zostać wykorzystane do syntezy cukrów i niektórych innych aminokwasów, zużyte na cele energetyczne bądź przekształcane w tłuszcze zapasowe.
Za rozkład lipidów odpowiedzialna jest lipaza trzustkowa. Rozkłada ona wiązania chemiczne między glicerolem a kwasami tłuszczowymi.
Lipaza działa głównie w dwunastnicy i jest białkiem rozpuszczalnym w wodzie. Tłuszcze zaś z natury są nierozpuszczalne w wodzie. To powoduje, że lipaza może rozkładać jedynie cząsteczki znajdujące się na powierzchni „bryłek” tłuszczu. Zwiększenie tempa trawienia wymaga więc znacznego rozdrobnienia tłuszczu, tak aby z „bryłek” powstały bardzo drobne kuleczki. Za ten proces, przez fizjologów nazywany emulgacją tłuszczu, odpowiedzialne są sole żółciowe produkowane przez wątrobę.
Podczas trawienia lipidów nie wszystkie cząsteczki tłuszczów obojętnych ulegają rozkładowi w jelicie cienkim powstaje więc mieszanina glicerolu, kwasów tłuszczowych i mniej lub bardziej rozłożonych tłuszczów. Tworzą one z solami żółciowymi charakterystyczne kompleksy, zwane micelami. Dzięki temu łatwo przenikają do komórek nabłonkowych kosmków jelita cienkiego. Tam następuje resynteza tłuszczów obojętnych. Ich cząsteczki zostają „opakowane” białkami i jako tak zwane chylomikrony wydzielane są do naczyń limfatycznych. Jedynie niewielka część produktów trawienia lipidów, na przykład krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe z masła, dostaje się bezpośrednio do krwi. Transportowane naczyniami limfatycznymi kompleksy białkowo-lipidowe mogą dostawać się później do naczyń krwionośnych i ulegać dalszemu rozprowadzeniu.
Zanim treść pokarmowa dotrze do końca jelita cienkiego, większość rozłożonych substancji pokarmowych zostaje wchłonięta do krwi i limfy. Niestrawione resztki pokarmowe przesuwane są dalej do jelita grubego. W tej części przewodu pokarmowego zachodzi wchłanianie wody, niektórych jonów oraz witamin.