食糜进入小肠后，在胰液、胆汁、小肠液和小肠运动的作用下，基本完成食物的消化和吸收过程。小肠内消化和吸收过程是消化吸收中最重要的阶段。
(1)胰液的分泌
胰液是由胰腺的外分泌部分泌，pH值为7.8~8.4，日分泌量为1~2L。胰液由无机物和有机物组成。无机物成分中最重要的是碳酸氢盐，其主要作用是中和进入十二指肠的胃酸，使肠黏膜免受胃酸的侵蚀，并为小肠内多种消化酶的活动提供最适宜的pH环境(pH7~8)。
胰液中的有机物主要是消化三种营养物质的消化酶，即胰淀粉酶、胰脂肪酶、胰蛋白酶原和糜蛋白酶原。
胰淀粉酶可将淀粉水解为麦芽糖及葡萄糖。胰脂肪酶可分解甘油三酯为脂肪酸、甘油一酯和甘油。后两种酶原均不具活性，只有当胰液进入十二指肠后，胰蛋白酶原被肠液中的肠致活酶激活成为具有活性的胰蛋白酶，而糜蛋白酶原则由胰蛋白酶激活为糜蛋白酶。胰蛋白酶和糜蛋白酶都能分解蛋白质，二者共同作用时，可使蛋白质分解为更小分子的多肽和氨基酸。
(2)胆汁的分泌
胆汁是由肝细胞不断生成的具有苦味的有色液汁。成人每日分泌量为800~1000mL。胆汁的颜色由所含胆色素的种类和浓度决定，由肝脏直接分泌的肝胆汁呈金黄色或橘棕色，而在胆囊储存过的胆囊胆汁则因浓缩使颜色变深。肝胆汁呈弱碱性(pH7.4)，胆囊胆汁因碳酸氢盐被吸收而呈弱酸性(pH6.8)。
胆汁除水分外，还有胆色素、胆盐、胆固醇、卵磷脂、脂肪酸、无机盐等成分。胆汁中没有消化酶，但胆汁对脂肪的消化和吸收具有重要作用，胆汁中的胆盐为肝脏所分泌的胆汁酸与甘氨酸或牛磺酸结合的钠盐或钾盐。胆汁的作用主要是胆盐的作用。胆盐、胆固醇和卵磷脂等均可降低脂肪的表面张力，使脂肪乳化成许多微滴，从而增加胰脂肪酶的作用面积，有利于脂肪的消化;胆盐可与脂肪酸、甘油一酯等结合，形成水溶性复合物，促进脂肪消化产物的吸收，并能促进脂溶性维生素(维生素A、D、E、K)的吸收。
(3)小肠液的分泌
小肠液是由小肠黏膜中的小肠腺分泌，呈弱碱性，pH值约为7.6。成人每日分泌量为1~3 L。小肠液边分泌边吸收，这种液体的交流为小肠内营养物质的吸收提供了媒介。小肠液中除水和电解质外，还含有黏液、免疫球蛋白和两种酶:肠激酶(能激活胰蛋白酶原)和小肠淀粉酶。过去认为小肠液中还含有其他各种消化酶，但现已证明，其他各种消化酶并非小肠腺的分泌物，而是存在于小肠黏膜的上皮细胞内。它们是分解多肽为氨基酸的几种肽酶以及分解双糖为单糖的几种单糖酶。当营养物质被吸收入上皮细胞内以后，这些消化酶继续对营养物质进行消化。随着绒毛顶端的上皮细胞脱落，这些消化酶则进入小肠液中。小肠液具有消化食物和保护肠黏膜免受机械性损伤和胃酸的侵蚀的作用。
(4)小肠的吸收功能
小肠是消化管中最长的部分，小肠黏膜形成许多环形皱褶和大量绒毛凸于肠腔，每条绒毛的表面是一层柱状上皮细胞，柱状上皮细胞顶端的细胞膜又形成许多细小的凸起，称微绒毛。环状皱褶、绒毛和微绒毛的存在，使小肠黏膜的表面积增加，达到200m左右。这就使小肠具有巨大的吸收面积。小肠是吸收的主要场所，绝大部分营养成分在小肠内已吸收完毕。食物经过在小肠内的消化作用，已被分解成可被吸收的小分子物质。食物在小肠内停留的时间较长，一般是3~8h，为充分吸收提供了充裕的时间。小肠细胞膜的吸收作用主要依靠被动转运与主动转运两种形式来完成。
1)被动转运。
被动转运形式主要包括被动扩散、易化扩散、滤过、渗透等作用。
①被动扩散。通常物质透过细胞膜，总是和它在细胞膜内外的浓度有关。不借助载体，不消耗能量，物质从浓度高的一侧向浓度低的一侧透过称被动扩散。由于细胞膜的基质是类脂双分子层，脂溶性物质更易进入细胞。物质进入细胞的速度决定于它在脂质中的溶解度和分子大小，溶解度越大，透过越快;如在脂质中的溶解度相等，则较小的分子透过较快。
②易化扩散。易化扩散指非脂溶性物质或亲水物质，如Na+、K+、葡萄糖和氨基酸等，不能透过细胞膜的双层脂质，需在细胞膜蛋白质的帮助下，由膜的高浓度一侧向低浓度一侧扩散或转运的过程。与易化扩散有关的膜内转运系统和它们所转运的物质之间，具有高度的结构特异性，即每一种蛋白质只能转运具有某种特定化学结构的物质;易化扩散的另一个特点是所谓的饱和现象，即扩散通量一般与浓度梯度的大小成正比，当浓度梯度增加到一定限度时，扩散通量就不再增加。
③滤过作用。胃肠细胞膜的上皮细胞可以看做是滤过器，如果胃肠腔内的压力超过毛细血管时，水分和其他物质就可以滤入血液。
④渗透。渗透可看作是特殊情况下的扩散。当膜两侧产生不相等的渗透压时，渗透压较高的一侧将从另一侧吸引一部分水过来，以求达到渗透压的平衡。
2)主动转运。
在许多情况下，某种营养成分必须要逆着浓度梯度(化学的或电荷的)的方向穿过细胞膜，这种形式称主动转运。营养物质的主动转运需要有细胞上载体的协助。所谓载体，是一种运输营养物质进出细胞膜的脂蛋白。营养物质转运时，先在细胞膜同载体结合成复合物，复合物通过细胞膜转运入上皮细胞时，营养物质与载体分离而释放入细胞中，而载体又转回到细胞膜的外表面。主动转运的特点是:载体在转运营养物质时，需有酶的催化和提供能量，能量来自三磷酸腺苷的分解;这一转运系统可以饱和，且最大转运量可被抑制;载体系统有特异性，即细胞膜上存在着几种不同的载体系统，每一系统只运载某些特定的营养物质。