การย่อยอาหาร (digestion) หมายถึง กระบวนการแปรสภาพอาหารโมเลกุลใหญ่ให้มีขนาดเล็กลง เพื่อการดูดซึมเข้าไปในเซลล์ สารอาหารจำพวก คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมัน เท่านั้น ที่ต้องผ่านกระบวนการ ย่อยอาหาร ส่วน น้ำ เกลือแร่ และวิตามิน สามารถดูดซึมเข้าไปในเซลล์ได้โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดๆ ทาง เคมี การแปรสภาพอาหารดังกล่าวนี้เกิดจากปฏิกิริยาเคมีที่อาศัยการทำงานของเอนไซม์ย่อยอาหาร (digestive enzyme) การย่อยอาหารมี 2 ขั้นตอน คือ
          1. การย่อยอาหารแบบเชิงกล (mechanical digestion) เป็นการแปรสภาพอาหารโมเลกุลใหญ่ให้มี ขนาดเล็กลงด้วยการบดเคี้ยวด้วยฟัน หรือการบีบตัวของทางเดินอาหาร
          2. การย่อยอาหารเชิงเคมี (chemical digestion) เป็นการแปรสภาพอาหารโมเลกุลใหญ่ให้มีขนาดเล็ก ลงโดยใช้เอนไซม์ 

ตำแหน่งการย่อยอาหาร แบ่งออกเป็น 2 บริเวณ ที่เกิดการย่อย คือ
          1. การย่อยภายในเซลล์ (intracellular digestion) คือ การที่เซลล์นำสารอาหารหรืออาหารเข้าไปภายในจนทำให้เกิดถุงอาหาร (Food vacuole) แล้วให้ lysosome ย่อยอาหารภายในเซลล์นั้น กระบวนการที่นำสารอาหารเข้าเซลล์ (endocytosis) เช่น การใช้เท้าเทียม (phagocytosis) การเว้าของเยื่อหุ้มเซลล์ (pinocytosis) พบในฟองน้ำ ไฮดรา และสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว (อะมีบา พารามีเซียม)
          2. การย่อยภายนอกเซลล์ (extracellular digestion) คือ การที่เซลล์ขับน้ำย่อยออกมาย่อยอาหารภายนอกเซลล์จนกลายเป็นโมเลกุลเล็ก ๆ แล้วดูดซึมไปใช้ประโยชน์ต่อไป เช่น อาณาจักรสัตว์ตั้งแต่ ไฟลัม Cnidaria (ไฮดรา) จนถึง ไฟลัม Chordata (สัตว์มีกระดูกสันหลัง) รวมทั้ง เห็ด รา และแบคทีเรีย