Tiêu hóa là sự phân hủy phân tử thức ăn không hòa tan lớn thành phân tử thức ăn tan trong nước nhỏ để có thể được hấp thu vào huyết tương. Trong cơ quan nhất định, các chất nhỏ được hấp thu qua ruột non vào hệ tuần hoàn. Tiêu hóa là một hình thức trao đổi chất, thường được chia thành hai quá trình dựa trên cách thức chia nhỏ thức ăn: tiêu hóa cơ học và tiêu hóa hóa học. Giai đoạn tiêu hóa cơ học đề cập đến sự phá vỡ vật lý phần lớn thức ăn thành miếng nhỏ mà sau đó có thể được enzyme tiêu hóa phân giải. Trong quá trình tiêu hóa hóa học, enzym phá vỡ thức ăn thành các phân tử nhỏ mà cơ thể có thể hấp thu.
Trong hệ tiêu hóa của người, thức ăn đi vào miệng và việc tiêu hóa cơ học của thực phẩm bắt đầu bằng hành động nhai, và hỗ trợ làm ướt của nước bọt. Nước bọt do tuyến nước bọt tiết ra, có chứa alpha-amylase, một loại enzyme khởi động quá trình tiêu hóa tinh bột trong thực phẩm; nước bọt đồng thời chứa chất nhầy để bôi trơn thực phẩm, và hydrocacbonat để cung cấp các điều kiện lý tưởng của kiềm cho phép amylase làm việc. Sau khi trải qua quá trình nhai và tiêu hóa tinh bột, thức ăn sẽ chuyển thành dạng bột nhuyễn tròn được gọi là một bolus. Nó sẽ đi xuống theo thực quản tới dạ dày do áp lực nhu động. Dịch vị trong thực quản bắt đầu quá trình tiêu hóa protein. Dịch vị chủ yếu bao gồm axit clohydric và pepsin. Vì hai hóa chất này có thể gây tổn hại cho thành dạ dày, chất nhầy được dạ dày tiết ra có tác dụng như một lá chắn chống lại các tác hại của các hóa chất trên. Đồng thời với việc tiêu hóa protein, việc trộn cơ học xảy ra nhờ nhu động, đó là những làn sóng co thắt cơ bắp di chuyển dọc theo thành dạ dày. Điều này cho phép đa số thực phẩm tiếp tục được trộn lẫn với các enzyme tiêu hóa.
Sau một thời gian (thường là 1-2 giờ ở người, 4-6 giờ ở chó, 3-4 giờ ở mèo nhà), khối thức ăn lỏng đặc được gọi là chyme. Khi van cơ thắt môn vị mở ra, chyme đi vào tá tràng tại đó nó được trộn với các enzyme tiêu hóa của tụy và mật tiết ra từ gan và sau đó đi qua ruột non để tiếp tục tiêu hóa. Khi chyme được tiêu hóa hoàn toàn, nó được hấp thụ vào máu. 95% sự hấp thụ các chất dinh dưỡng xảy ra trong ruột non. Nước và khoáng chất được tái hấp thu trở lại vào máu trong ruột già nơi độ pH có tính axit nhẹ khoảng 5,6 ~ 6,9. Một số loại vitamin như biotin và vitamin K (K2MK7) được vi khuẩn trong ruột kết tạo ra cũng được hấp thu vào máu ở đại tràng. Chất thải được loại bỏ khỏi trực tràng thông qua việc đại tiện.