消化系统的主要三大功能为消化、吸收和排泄。
消化系统通过一系列复杂的生理过程来实现这三大功能。首先是消化功能，这一过程包括机械性消化和化学性消化。机械性消化从口腔开始，牙齿的咀嚼、舌的搅拌将食物磨碎、混合，然后食物经过食管进入胃，胃的蠕动进一步将食物研磨成食糜。化学性消化则是依靠消化腺分泌的消化液来完成，例如唾液腺分泌的唾液中的淀粉酶能初步分解淀粉；胃腺分泌的胃液含有盐酸和胃蛋白酶，可初步消化蛋白质；胰液、胆汁和肠液等在小肠中发挥作用，将食物中的大分子物质分解为可被吸收的小分子物质。
在消化的基础上，消化系统的吸收功能得以实现。吸收主要发生在小肠，小肠具有巨大的吸收面积，其黏膜上有许多环形皱襞、绒毛和微绒毛。经过消化后的小分子物质，如葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸以及各种维生素、无机盐和水等，通过小肠绒毛上皮细胞进入血液和淋巴循环，被运往全身各处供组织细胞利用。大肠也能吸收一部分水、无机盐和维生素。最后是排泄功能，消化系统将不能被消化和吸收的食物残渣形成粪便，通过直肠和肛门排出体外，这一过程有助于清除体内的废物，维持内环境的稳定。消化系统的这三大功能相互关联、相互配合，对维持人体的正常生理活动至关重要。如果消化系统的功能出现紊乱，将会影响人体对营养物质的摄取和利用，进而影响整体健康状况。
