Nhiều phản ứng tiêu hóa được gọi là phản ứng hyrolysis vì chúng liên quan đến phản ứng của một phân tử carbohydrate với một phân tử nước, dẫn đến việc phân tử carbohydrate, protein hoặc chất béo bị phá vỡ thành hai phân tử mới. Thủy phân là một thuật ngữ tiếng Hy Lạp có nghĩa là "tách nước".
Các phân tử sinh học có xu hướng tương đối lớn, vì vậy trước khi được ruột hấp thụ, chúng cần được chia thành nhiều mảnh nhỏ hơn. Hệ thống tiêu hóa thực hiện điều này với sự trợ giúp của các enzym, protein đặc biệt khiến các phản ứng hóa học có mục tiêu xảy ra nhanh hơn nhiều. Lý do nhiều người không thể tiêu hóa lactose là vì họ thiếu enzym để làm điều đó. Các mảnh phân tử có thể bị hấp thụ là khác nhau đối với từng loại phân tử.
Carbohydrate, chẳng hạn như tinh bột, được tạo thành từ các đơn vị đường nhỏ hơn như glucose và fructose. Liên kết bị phá vỡ thông qua quá trình thủy phân được gọi là liên kết glycosidic. Các đơn vị của protein được gọi là axit amin, và chúng được nối với nhau bằng liên kết peptit. Chất béo thực sự được tạo thành từ hai loại đơn vị khác nhau, và được chia thành các axit béo và glycerol, một loại rượu. Khi chúng bị phá vỡ, các phân tử này được đưa vào máu đến các tế bào, nơi chúng được biến đổi thêm và được sử dụng để làm năng lượng.
