Las células obtienen la energía que necesitan extrayéndola de los azúcares, ácidos grasos y aminoácidos durante la respiración celular. Cuando se ingieren plantas y animales se obtiene gran cantidad de moléculas, como almidones, grasas y proteínas, las cuales forman grandes cadenas. Las células no pueden extraer la energía de estas cadenas, por lo que primero deben romperlas en sus componentes individuales durante el proceso de digestión.

Cada uno de los tres tipos de biomoléculas (carbohidratos, lípidos y proteínas) requiere una forma distinta de digestión y de un tratamiento específico.

Por lo general, los animales superiores desarrollan un aparato digestivo en forma de tubo, con varias porciones que segregan distintas enzimas digestivas con funciones específicas.

El proceso de digestión mecánica comienza en la boca con la masticación, que disgrega o deshace los alimentos en fragmentos más pequeños. La digestión química la realiza la saliva, que contiene agua, mucina (secreción mucosa que facilita el deslizamiento del alimento), amilasa (inicia el rompimiento del almidón y sales).

De la boca, el alimento va a la faringe, que es una cavidad muscular donde se cruza el tubo digestivo con la parte superior del aparato respiratorio. Durante la deglución, el extremo superior de la tráquea (laringe) se levanta contra un pliegue de tejido llamado epiglotis; este movimiento impide que el bolo alimenticio entre en las vías respiratorias, y pase desde la faringe hasta el esófago.

Conforme pasa el bolo por el esófago, se producen contracciones musculares en su pared (peristalsis) que lo impulsan en sentido descendente hacia el estómago.

En el estómago se completa la acción mecánica iniciada en la boca, mediante la acción muscular trituradora del mismo. En este órgano continúa la digestión química realizada por el jugo gástrico, que está compuesto principalmente por ácido clorhídrico, una enzima llamada pepsinógeno y mucina. Este jugo es segregado por las glándulas de la pared que cubren el estómago.

Una vez terminado este proceso en el estómago, el bolo alimenticio se denomina quimo, el cual está formado por agua, almidón hidrolizado y péptidos.

El alimento avanza por el intestino, parcialmente digerido, debido a los movimientos peristálticos que aseguran la mezcla del alimento con los jugos digestivos y su contacto con la superficie absorbente.

En el intestino delgado, principalmente en su porción más próxima al estómago, el duodeno, se realiza la mayor parte de la digestión química de los alimentos. Allí, la pared del intestino segrega jugo intestinal y también desembocan el jugo pancreático y la bilis, procedentes del hígado y del páncreas, respectivamente. La bilis cumple una función muy importante en la digestión de las grasas.

Al terminar este proceso, el quimo se transforma en un líquido pastoso denominado quilo. Algunas de las sustancias que lo componen se absorben, es decir, pasan como nutrientes a la sangre y la linfa circulantes, para distribuirse después a todo el organismo. La mayor parte de los alimentos se absorben en el intestino delgado que, para facilitar la absorción, aumenta su superficie por medio de vellosidades intestinales.