ระบบย่อยอาหารของมนุษย์มีความเกี่ยวข้องกับอวัยวะต่างๆ มากมาย อวัยวะที่มีหน้าที่ย่อยอาหารโดยตรง ได้แก่ ปาก ฟัน ลิ้น คอหอย หลอดอาหาร กระเพาะอาหาร ลำไส้เล็ก และลำไส้ใหญ่ นอกจากนี้ยังมีอวัยวะอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง เช่น ตับ ตับอ่อน ถุงน้ำดี

เมื่อกินอาหารเข้าไป อาหารจะผ่านปาก หลอดอาหาร กระเพาะอาหาร ลำไส้เล็ก และลำไส้ใหญ่ กากอาหารจะถูกขับออกทางทวารหนัก นอกจากนั้น ในระบบย่อยอาหารยังมีต่อมน้ำลาย ลิ้น ตับ ตับอ่อน ร่วมทำงานอยู่ด้วย ระบบย่อยอาหารของมนุษย์ประกอบด้วยอวัยวะหลักๆ ดังนี้

1. ปาก (Mouth) ในช่องปากประกอบด้วย 3 อวัยวะหลัก

         - ฟัน (Teeth) ทำหน้าที่บดเคี้ยวอาหารที่รับประทานให้เล็กลง โดยมนุษย์จะมีฟัน 2 ชุด ชุดแรก คือ ฟันน้ำนม มี 20 ซี่ ส่วนชุดที่ 2 คือ ฟันแท้มี 32 ซี่ แบ่งเป็นฟันบนข้างละ 8 ซี่ ฟันล่างข้างละ 8 ซี่ แต่ละข้างแบ่งเป็น ฟันตัด 2 ซี่ ฟันเขี้ยว 1 ซี่ ฟันกรามน้อย 2 ซี่ และฟันกราม 3 ซี่ เรียงตามลำดับจากหน้าไปหลัง

         - น้ำลาย (Saliva) ถูกผลิตจากต่อมน้ำลาย (Salivary gland) โดยน้ำลายนั้นจะมีเอนไซม์อะไมเลส (Amylase) หรือไทยาลีน (Ptyalin) ช่วยย่อยคาร์โบไฮเดรตหรือแป้งให้มีขนาดเล็ก นอกจากนี้น้ำลายยังช่วยให้อาหารอ่อนตัว เพื่อให้กลืนอาหารได้ง่ายขึ้น

         - ลิ้น (Tongue) ทำหน้าที่รับรสอาหาร เกลี่ยอาหารเพื่อให้ฟันบด คลุกเคล้าอาหารเพื่อให้สะดวกในการกลืน ประกอบด้วยกล้ามเนื้อโครงร่างขนาดใหญ่ ที่พื้นผิวปกคลุมไปด้วยปุ่มรับรส (Taste bud) ซึ่งสามารถรับรสได้แตกต่างกันตามตำแหน่งของลิ้น

2. คอหอย (Pharynx)

อยู่หน้ากระดูกสันหลังส่วนคอ เป็นทางผ่านของอาหารจากปากไปยังหลอดอาหาร โดยระหว่างการกลืน ขณะที่อาหารผ่านคอหอย หลอดลมจะปิดเพื่อไม่ให้อาหารไหลเข้าไป บริเวณนี้ไม่มีการย่อยเกิดขึ้น

3. หลอดอาหาร (Esophagus)

มีทั้งส่วนที่เป็นกล้ามเนื้อลาย และส่วนที่เป็นกล้ามเนื้อเรียบ ทำหน้าที่รับอาหารจากคอหอย และส่งต่อไปยังกระเพาะอาหาร โดยการบีบรัดกล้ามเนื้อหลอดอาหารในลักษณะของการหด และคลายกล้ามเนื้อเป็นจังหวะ ๆ เรียกการบีบตัวแบบเพอริสตัลซิส (Peristalsis)

4. กระเพาะอาหาร (Stomach)

อยู่ระหว่างปลายของหลอดอาหาร กับส่วนต้นของลำไส้เล็ก มีลักษณะคล้ายถุงมีผนังกล้ามเนื้อเป็นลูกคลื่น มีความแข็งแรง เป็นที่รองรับอาหาร คลุกเคล้าอาหาร และหลั่งน้ำย่อยโปรตีน ซึ่งจะทำให้อาหารกลายเป็นของเหลวเหนียวข้น แล้วส่งต่อไปยังลำไส้เล็ก บริเวณที่เชื่อมต่อระหว่างกระเพาะอาหาร กับหลอดอาหาร จะมีหูรูดป้องกันน้ำย่อยในกระเพาะอาหารไหลย้อนขึ้นหลอดอาหาร ส่วนบริเวณที่เชื่อมต่อกับลำไส้เล็ก จะมีหูรูดเพื่อป้องกันไม่ให้อาหารไหลเข้าสู่ลำไส้เล็กเร็วเกินไป

5. ลำไส้เล็ก (Small intestine)

มีลักษณะคล้ายท่อกลวงขดไปมาในช่องท้อง แบ่งออกเป็น 3 ส่วน ลำไส้เล็กส่วนต้นเรียกว่าดูโอดีนัม (Duodenum) ส่วนกลางเรียกว่าเจจูนัม (Jejunum) และส่วนปลายเรียกว่าไอเลียม (Ileum) เป็นบริเวณที่มีการย่อยและดูดซึมสารอาหารมากที่สุด บริเวณลำไส้เล็กจะมีเอนไซม์จากตับอ่อน (Pancreas) มาช่วยย่อยสารอาหารประเภทโปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรต รวมถึงน้ำดีจากตับ (Liver) ที่ช่วยย่อยไขมันและกำจัดของเสียในเลือด

6. ลำไส้ใหญ่ (Large intestine) ประกอบด้วย 3 ส่วน

เริ่มจากส่วนที่เรียกว่าซีคัม (Caecum) ซึ่งมีส่วนของไส้ติ่ง (Appendix) ยื่นออกมา ส่วนโคลอน (Colon) เป็นลำไส้ใหญ่ส่วนที่ยาวที่สุด มีหน้าที่ดูดซึมน้ำและวิตามินบางชนิด รวมถึงการขับกากอาหารให้เข้าสู่ลำไส้ใหญ่ส่วนที่เรียกว่าไส้ตรง (Rectum) เพื่อรอขับถ่ายผ่านทางทวารหนัก (Anus) ต่อไป

นอกจากนี้ระบบย่อยอาหารยังมีอวัยวะที่เกี่ยวข้อง ได้แก่

1. ต่อมน้ำลาย (Salivary gland) มี 3 คู่ คือ ต่อมข้างกกหู ถ้าอักเสบจะมีอาการ บวมแดง เรียก คางทูม ต่อมใต้ขากรรไกร และต่อมใต้ลิ้น ผลิตน้ำลายลักษณะต่างๆ เข้าสู่ปาก

2. ตับ (Liver) เป็นอวัยวะภายในที่มีหน้าที่สำคัญในขบวนการเมตาบอลิซึม (Metabolism) ของร่างกาย เช่น การควบคุมปริมาณน้ำตาลกลูโคส (Glucose) โดยเซลล์ตับจะเก็บไว้ในรูปของไกลโคเจน (Glycogen) การสลายเซลล์เม็ดเลือดแดง (Red blood cell) การสังเคราะห์พลาสมาโปรตีน การผลิตฮอร์โมน (Hormones) และการกำจัดสารพิษ และที่สำคัญ ตับยังเป็นต่อมช่วยย่อยอาหาร โดยผลิตน้ำดี (Bile) ส่งเข้าสู่ลำไส้เล็กส่วนดูโอดีนัม เพื่อย่อยอาหารประเภทไขมัน

3. ตับอ่อน (Pancreas) เป็นอวัยวะที่จัดอยู่ในระบบย่อยอาหารและระบบต่อมไร้ท่อ โดยในระบบย่อยอาหารนั้นตับอ่อนจะสร้างน้ำย่อยที่มีเอนไซม์หลายชนิด เพื่อทำหน้าที่ย่อยคาร์โบไฮเดรต ไขมัน และโปรตีน โดยเอนไซม์เหล่านี้จะถูกหลั่งออกมา และรวมเข้ากับน้ำดีจากถุงน้ำดี ก่อนที่จะเข้าสู่ลำไส้เล็กส่วนดูโอดีนัม นอกจากนี้ในระบบต่อมไร้ท่อ ตับอ่อนยังมีการหลั่งฮอร์โมนกลูคากอน (Glucagon) ฮอร์โมนอินซูลิน (Insulin) โดยฮอร์โมนทั้งสองตัวมีผลในการควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด

4. ถุงน้ำดี (Gallbladder) เป็นอวัยวะในช่องท้องมีหน้าที่เก็บสะสมน้ำดี (bile) ที่ผลิตจากตับ โดยจะส่งน้ำดีผ่านท่อถุงน้ำดี เข้าท่อน้ำดีตับ ท่อน้ำดีใหญ่ ท่อตับอ่อน ก่อนเข้าสู่ลำไส้เล็กส่วนดูโอดีนัม ซึ่งเป็นบริเวณที่มีการปล่อยน้ำดีออกสู่ทางเดินอาหาร