Den tredje fasen av fordøyelsen er absorpsjon, som begynner når maten kommer inn i tynntarmen. Tynntarmen er et langt, kveilet rør som er ansvarlig for det meste av absorpsjonen av næringsstoffer fra maten. Tynntarmens vegger er foret med bittesmå villi, som er fingerlignende fremspring som øker overflaten av tarmen og hjelper til med å absorbere næringsstoffer. Villiene er dekket av mikrovilli, som er enda mindre fremspring som ytterligere øker overflaten av tarmen.
Opptaket av næringsstoffer fra mat skjer gjennom en prosess som kalles aktiv transport. Aktiv transport krever energi i form av ATP for å flytte næringsstoffer fra tynntarmens lumen inn i blodbanen. Noen av næringsstoffene som absorberes i tynntarmen inkluderer karbohydrater, proteiner, fett, vitaminer og mineraler.
