Setelah makanan dicerna, makanan tersebut harus diserap ke dalam tubuh melalui epitel saluran pencernaan. Penyerapan terjadi terutama di usus halus, terutama di bagian bawahnya. Air diserap di usus besar, namun hampir semua mineral dan zat organik diserap melalui dinding usus halus.
Mukosa usus membentuk banyak lipatan; ini meningkatkan permukaan hisap dan dengan demikian mempercepat penyerapan. Selain itu, permukaan bagian dalam lipatan ini ditutupi dengan tonjolan seperti jari yang tak terhitung jumlahnya yang disebut vili usus, yang masing-masing berisi jaringan kapiler darah dan satu kapiler limfatik yang berada di tengahnya. Penyerapan adalah proses yang kompleks, sebagian melibatkan difusi sederhana zat dari rongga usus melalui sel epitel ke dalam darah atau kapiler limfatik.
Beberapa zat diserap, meskipun kandungannya di dalam darah lebih tinggi daripada di usus. Sel-sel yang melapisi usus harus melakukan pekerjaan “memompa” zat-zat ini ke dalam darah melawan gradien konsentrasi. Proses ini mirip dengan sekresi, di mana sel juga melakukan pekerjaan memindahkan zat dari satu area ke area lain.
Sel epitel usus membentuk membran semipermeabel yang memungkinkan beberapa zat, seperti asam amino dan glukosa, melewatinya, sekaligus mencegah lewatnya zat lain, seperti molekul protein dan pati yang tidak berubah. Glukosa dan asam amino diserap ke dalam kapiler darah dan dikirim bersama darah vena portal ke hati, kemudian didistribusikan ke seluruh tubuh.
Gliserol dan asam lemak—produk pencernaan lemak—memasuki jaringan dengan cara yang berbeda. Garam empedu berperan penting dalam memfasilitasi penyerapan asam lemak, monogliserida dan digliserida (produk hidrolisis lemak) dan zat larut lemak lainnya, seperti vitamin larut lemak. Saat produk hidrolisis lipid melewati sel epitel vili usus, molekul lemak disintesis ulang dari sel tersebut; molekul-molekul ini terakumulasi menjadi bola-bola kecil yang memasuki kapiler limfatik.
Isi pembuluh limfatik usus akhirnya memasuki saluran toraks besar dan dari sana masuk ke dalam darah, karena saluran ini bermuara ke vena brakialis kiri. Dengan cara ini, lemak akhirnya memasuki aliran darah dan didistribusikan ke seluruh tubuh, namun tidak secara langsung seperti gula dan asam amino.