Der Dünndarm besteht aus drei verschiedenen Teilen, dem Zwölffingerdarm, dem Jejunum und dem Ileum. Der Zwölffingerdarm bildet den Anfang des Dünndarms und ist über den Pylorussphinkter mit dem Magen verbunden. Im Vergleich zum Rest des Dünndarms ist das Duodenum kurz und breit mit einer deutlichen C-Form. Die Anatomie des Zwölffingerdarms spiegelt die Tatsache wider, dass der Großteil der Verdauung dort stattfindet.
Die grobe Anatomie des Duodenums lässt sich in vier separate Bereiche unterteilen. Dies sind keine unterschiedlichen Teile, sondern wurden beschriftet, um zu beschreiben, wo im Zwölffingerdarm verschiedene Aktionen stattfinden. Die vier Teile des Duodenums sind der obere Teil, der absteigende Teil, der horizontale Teil und der aufsteigende Teil. Jeder Teil bezieht sich auf einen bestimmten Bereich der C-Form des Zwölffingerdarms.
Der obere Teil des Duodenums wird auch als erster Teil und als Bulbus duodeni bezeichnet. Es ist etwa 2 cm lang, wobei die ersten 5 cm beweglich sind. Dies ist einzigartig in der Anatomie des Zwölffingerdarms, da der Rest unbeweglich an der Bauchdecke befestigt ist. Der obere Teil bildet die Spitze der C-Form und beginnt am Pylorussphinkter.
Der absteigende Teil oder zweite Teil ist der längste Abschnitt der groben Anatomie des Zwölffingerdarms. Hier werden die Verdauungssäfte aus Bauchspeicheldrüse und Leber in den Zwölffingerdarm entleert. In diesem Teil und im horizontalen oder dritten Teil des Zwölffingerdarms wird die Nahrung mit den Verdauungssäften vermischt. Die Enzyme in den Verdauungssäften zerlegen die Nahrung in kleinere Moleküle, die aus dem Ileum in den Blutkreislauf aufgenommen werden.
Die mikroskopische Anatomie des Duodenums zeigt, dass es innerhalb seiner Wände vier Schichten enthält, die dem Rest des Dünndarms entsprechen. Von der Innenseite des Duodenums sind die vier Schichten die Mukosa, Submukosa, Muscularis propria und Serosa. Brunner-Drüsen befinden sich in der Schleimhaut des Zwölffingerdarms. Diese Drüsen produzieren Schleim, um die Innenwand des Zwölffingerdarms zu schmieren, sowie Mineralsalze, um den pH-Wert der Nahrung zu neutralisieren, die vom Magen in den Zwölffingerdarm gelangt ist.
Die Wände des Zwölffingerdarms sind stark gefaltet und von winzigen fingerartigen Vorsprüngen, den Zotten, bedeckt. Diese Vorsprünge enthalten glatte Muskeln, um die Nahrung durch den Zwölffingerdarm zu bewegen und sie gründlich mit den Verdauungssäften zu vermischen. Einige Verdauungsenzyme werden von Zellen produziert, die sich an den Spitzen der Zotten befinden.