Les protozoaires, comme les amibes, n’ont pas de système digestif car leur corps est constitué d’une seule cellule. Les nutriments sont absorbés sur toute la surface de la cellule. L'amibe capture les particules de nourriture et forme des vacuoles alimentaires autour d'elles. C'est dans ces vacuoles que les aliments sont digérés à l'aide d'enzymes.
L'hydre n'a pas non plus d'organes digestifs différenciés. Son corps est constitué de deux couches de cellules : l'ectoderme et l'endoderme. La digestion est effectuée par les cellules de l'endoderme. La nourriture pénètre par la bouche dans la cavité interne, où elle est digérée.
Les Planaria ont un système digestif primitif composé d'une bouche, d'un pharynx et d'un estomac ramifié. Par contre il n'y a pas d'anus. La digestion se produit à la fois à l’intérieur des cellules et dans la cavité gastrique.
Le ver de terre possède déjà un système digestif complet avec une bouche et un anus. Il comprend le pharynx, l'œsophage, l'estomac et les intestins. La digestion est principalement extracellulaire.
Chez les vertébrés, le système digestif est devenu nettement plus complexe, avec l’ajout de nouveaux organes comme le foie et le pancréas. Mais le principe de sa structure est resté le même du poisson à l'homme. La chimie digestive et les enzymes sont également très similaires entre les animaux à différents niveaux d'organisation.
Ainsi, au cours du processus d'évolution, le système digestif est progressivement devenu plus complexe, des animaux les plus simples aux animaux supérieurs, acquérant une différenciation croissante des organes et l'efficacité des processus de digestion et d'assimilation des aliments.