על אף שהוא נקרא ״דק״, זהו החלק הארוך ביותר במערכת העיכול — כמה מטרים. דפנותיו מכוסות בבליטות זעירות שמגדילות את השטח ומאפשרות ספיגה טובה של חומרי מזון.
מיצי הלבלב והמרה מהכבד מגיעים לשם ומפרקים חלבונים, פחמימות ושומנים לחלקים קטנים. החלקים עוברים דרך הדופן אל כלי הדם ואל כל הגוף. מה שלא נספג מגיע למעי הגס.
האורך הגדול של המעי הדק והבליטות בקירותיו נותנים שטח ספיגה עצום, והוא מתקפל בבטן כדי להיכנס לשם. בדרך כלל אוכל נשאר בו שעות, והדם שעובר בדפנותיו אוסף את כל מה שהגוף צריך. כך אפשר להבין למה כל כך חשוב לאכול מזון מגוון: הוא מזין את כל הגוף דרך המעי הדק.