L'intestin grêle est composé du duodénum, du jéjunum et de l'iléon. Avec l'œsophage, le gros intestin et l'estomac, il forme le tractus gastro-intestinal. Chez l'homme vivant, l'intestin grêle mesure à lui seul environ 6 à 7 mètres de long. Après la mort, cette durée peut augmenter jusqu'à la moitié. Il a une superficie de plus de 200 mètres.
Les parois internes de l'intestin grêle sont recouvertes de tissu en forme de doigt appelé villosités. Chacune de ces villosités est recouverte de structures en forme de doigts encore plus petites appelées microvillosités. Ces villosités et microvillosités augmentent la surface disponible pour l'absorption des nutriments.
Dans l'intestin grêle, les aliments déjà décomposés par la mastication et les enzymes gastriques sont encore dégradés par des enzymes supplémentaires. Certains de ces produits chimiques sont sécrétés dans la lumière (la zone creuse au milieu de l'intestin), mais d'autres sont transportés vers l'intestin à partir d'autres organes tels que le pancréas et le foie. L'endroit où l'absorption a lieu dépend du type de nutriment ou de vitamine absorbé.
Une fois complètement réduites à un niveau chimique, les molécules qui vont être absorbées passent à travers les parois de l'intestin dans la circulation sanguine. Le péristaltisme, contraction des parois musculaires, est la force qui propulse la matière à travers l'intestin grêle. C'est un processus lent, permettant à la matière alimentaire de se mélanger aux sucs digestifs.