Jelito cienkie składa się z trzech różnych części, którymi są dwunastnica, jelito czcze i jelito kręte. Dwunastnica tworzy początek jelita cienkiego i jest połączona z żołądkiem przez zwieracz odźwiernika. W porównaniu z pozostałą częścią jelita cienkiego dwunastnica jest krótka i szeroka, o wyraźnym kształcie litery C. Anatomia dwunastnicy odzwierciedla fakt, że w niej zachodzi większość procesów trawienia.
Grubą anatomię dwunastnicy można podzielić na cztery oddzielne obszary. Nie są to odrębne części, ale zostały oznaczone, aby opisać, gdzie w dwunastnicy występują różne czynności. Cztery części dwunastnicy to część górna, część zstępująca, część pozioma i część wstępująca. Każda część odnosi się do określonego obszaru w kształcie litery C dwunastnicy.
Górna część dwunastnicy nazywana jest również pierwszą częścią i opuszką dwunastnicy. Ma około 2 cm długości, przy czym pierwsze 5/3 cala (4 cm) jest ruchome. Jest to wyjątkowe w anatomii dwunastnicy, ponieważ reszta jest nieruchoma, przyczepiona do ściany jamy brzusznej. Górna część tworzy górną część kształtu C i zaczyna się od zwieracza odźwiernika.
Część zstępująca lub druga część to najdłuższy odcinek anatomii grubej dwunastnicy. To tam do dwunastnicy odprowadzane są soki trawienne z trzustki i wątroby. W tej części i poziomej, czyli trzeciej części dwunastnicy, pokarm miesza się z sokami trawiennymi. Enzymy zawarte w sokach trawiennych rozkładają pokarm na mniejsze cząsteczki, które są wchłaniane do krwiobiegu z jelita krętego.
Z mikroskopowej anatomii dwunastnicy wynika, że w jej ścianach znajdują się cztery warstwy, takie same jak reszta jelita cienkiego. Od wewnętrznej strony dwunastnicy cztery warstwy to błona śluzowa, podśluzowa, mięśniówka właściwy i surowicza. Gruczoły Brunnera znajdują się w warstwie śluzowej dwunastnicy. Gruczoły te wytwarzają śluz, który smaruje wewnętrzną ścianę dwunastnicy, a także sole mineralne, które neutralizują pH pokarmu, który przeszedł z żołądka do dwunastnicy.
Ściany dwunastnicy są mocno pofałdowane i pokryte maleńkimi, podobnymi do palców wypustkami zwanymi kosmkami. Te wypustki zawierają mięśnie gładkie, które pomagają przenosić pokarm przez dwunastnicę, a także dokładnie mieszają go z sokami trawiennymi. Niektóre enzymy trawienne są produkowane z komórek znajdujących się na czubkach kosmków.