Остатки нерасщепленных молекул питательных веществ поступают в толстый кишечник. Роль его как пищеварительного органа невелика. Процессы гидролиза и всасывания продуктов гидролиза в основном закончились в тонком кишечнике.
Дальнейшее расщепление попавших сюда молекул происходит или под влиянием ферментов сока кишечника, попавших сюда с остатками химуса, или под влиянием бактериальной флоры толстого кишечника. В толстом кишечнике обитает до 400 видов различных бактерий, большинство из которых — анаэробы. В толстом кишечнике идут процессы брожения, в результате которого происходит расщепление клетчатки (клетчатка практически не расщепляется под воздействием пищеварительных ферментов). Бактерии производят и расщепление аминокислот, не всосавшихся в тонком кишечнике. Процессы брожения сопровождаются выделением тепла, что обеспечивает согревание организма — непищеварительную функцию толстого кишечника. В толстом кишечнике идут процессы интенсивного всасывания воды и формирование кала. Окончательное формирование кала завершается в прямой кишке, а заполнение ее ампулы вызывает соответствующее раздражение и позыв к акту дефекации.