有機體通過消化管的運動和消化腺分泌物的酶解作用，使大塊的、分子結構複雜的食物，分解為能被吸收的、分子結構簡單的小分子化學物質的過程。
消化有利於營養物質通過消化管黏膜上皮細胞進入血液和淋巴，為機體的生命活動提供能量。消化過程包括機械性消化和化學性消化。前者指通過消化管壁肌肉的收縮和舒張（如口腔的咀嚼，胃、腸的蠕動等）把大塊食物磨碎；後者指各種消化酶將分子結構複雜的食物，，水解為分子結構簡單的營養素，如將蛋白質水解為氨基酸，脂肪水解為脂肪酸和甘油，多糖水解為葡萄糖等。消化可分為細胞內消化和細胞外消化。單細胞動物如草履蟲攝入的食物在細胞內被各種水解酶分解，稱為細胞內消化；多細胞動物的食物由消化管的口端攝入在消化管中消化稱為細胞外消化。細胞外消化可以消化大量的和化學組成較復雜的食物，因而具有更高的效率。但即使在高等動物（如人）的體內，仍部分保留著細胞內消化，如白細胞吞噬體內異物並在細胞內把異物溶解等。
有機體消化食物和吸收營養素的結構總稱消化系統。消化系統分為消化管和消化腺兩大部分。消化管包括口腔、咽、食管、胃、小腸、大腸和肛門等各段；消化腺則有唾液腺、胃腺、小腸腺、胰腺和肝臟等。消化系統的主要功能是消化食物、吸收營養素和排出食物殘渣。此外，消化道黏膜上皮制造和釋放多種內分泌激素和肽類，與神經系統一起共同調節消化系統的活動和體內的代謝過程（見圖）。
幾種脊椎動物的消化系統模式
消化系統的活動在機體內與循環、呼吸、代謝等系統有著密切的聯系。在消化期內，循環系統的活動相應加強，流經消化器官的血量也增多，從而有利於營養物質的消化和吸收。相反，循環系統功能障礙，特別是門靜脈循環障礙，將會嚴重影響消化和吸收功能的正常進行。消化活動與其緊接著的下一過程——中間代謝也有緊密的聯系。進食動作可反射地興奮迷走神經–胰島素系統，促使胰島素的早期釋放；在消化過程中，由食物和消化產物刺激所釋放的某些胃腸激素，也可引起胰島素分泌。胰島素是促進體內能源儲存的重要激素，胰島素的早期釋放有利於及時地促進營養物質的中間代謝，有利於有效地儲存能源。精神焦慮、緊張或自主性神經系統功能紊亂，都會引起消化管運動和消化腺分泌的失調，進而產生胃腸組織的損傷。