Το λεπτό έντερο αποτελείται από τρία διαφορετικά μέρη, τα οποία είναι το δωδεκαδάκτυλο, η νήστιδα και ο ειλεός. Το δωδεκαδάκτυλο αποτελεί την αρχή του λεπτού εντέρου και συνδέεται με το στομάχι από τον πυλωρικό σφιγκτήρα. Σε σύγκριση με το υπόλοιπο λεπτό έντερο, το δωδεκαδάκτυλο είναι κοντό και φαρδύ, με ξεχωριστό σχήμα C. Η ανατομία του δωδεκαδακτύλου αντανακλά το γεγονός ότι η πλειοψηφία της πέψης συμβαίνει εκεί.
Η ακαθάριστη ανατομία του δωδεκαδακτύλου μπορεί να αναλυθεί σε τέσσερις ξεχωριστές περιοχές. Αυτά δεν είναι ξεχωριστά μέρη, αλλά έχουν επισημανθεί για να περιγράψουν πού στο δωδεκαδάκτυλο συμβαίνουν διαφορετικές ενέργειες. Τα τέσσερα μέρη του δωδεκαδακτύλου είναι το ανώτερο, το φθίνουσα, το οριζόντιο και το ανερχόμενο τμήμα. Κάθε τμήμα αναφέρεται σε μια συγκεκριμένη περιοχή του σχήματος C του δωδεκαδακτύλου.
Το ανώτερο τμήμα του δωδεκαδακτύλου αναφέρεται επίσης ως το πρώτο μέρος και ο βολβός του δωδεκαδακτύλου. Έχει μήκος περίπου 2 ίντσες (5 εκατοστά), με τα πρώτα 3/4 της ίντσας (2 εκατοστά) να είναι κινητά. Αυτό είναι μοναδικό στην ανατομία του δωδεκαδακτύλου, καθώς το υπόλοιπο είναι ακίνητο, προσαρτημένο στο κοιλιακό τοίχωμα. Το ανώτερο τμήμα αποτελεί την κορυφή του σχήματος C και ξεκινά από τον πυλωρικό σφιγκτήρα.
Το φθίνον τμήμα, ή δεύτερο μέρος, είναι το μεγαλύτερο τμήμα της ακαθάριστης ανατομίας του δωδεκαδακτύλου. Είναι όπου οι πεπτικοί χυμοί από το πάγκρεας και το συκώτι αδειάζουν στο δωδεκαδάκτυλο. Μέσα σε αυτό το μέρος και το οριζόντιο ή τρίτο τμήμα του δωδεκαδακτύλου, η τροφή αναμιγνύεται με τους χωνευτικούς χυμούς. Τα ένζυμα μέσα στους πεπτικούς χυμούς διασπούν την τροφή σε μικρότερα μόρια, τα οποία απορροφώνται στην κυκλοφορία του αίματος από τον ειλεό.
Η μικροσκοπική ανατομία του δωδεκαδακτύλου δείχνει ότι περιέχει τέσσερα στρώματα μέσα στα τοιχώματά του, τα οποία είναι ίδια με το υπόλοιπο λεπτό έντερο. Από το εσωτερικό του δωδεκαδακτύλου τα τέσσερα στρώματα είναι ο βλεννογόνος, ο υποβλεννογόνος, ο μυϊκός propria και ο ορός. Οι αδένες του Brunner βρίσκονται μέσα στο βλεννογόνο στρώμα του δωδεκαδακτύλου. Αυτοί οι αδένες παράγουν βλέννα για τη λίπανση του εσωτερικού τοιχώματος του δωδεκαδακτύλου, καθώς και ανόργανα άλατα για να εξουδετερώσουν το pH της τροφής που έχει περάσει από το στομάχι στο δωδεκαδάκτυλο.
Τα τοιχώματα του δωδεκαδακτύλου είναι πολύ διπλωμένα και καλύπτονται από μικροσκοπικές προεξοχές που μοιάζουν με δάχτυλα που ονομάζονται λάχνες. Αυτές οι προβολές περιέχουν λείους μυς για να βοηθήσουν τη μεταφορά της τροφής μέσω του δωδεκαδακτύλου, καθώς και την ανάμειξή της με τους πεπτικούς χυμούς. Ορισμένα πεπτικά ένζυμα παράγονται από κύτταρα που βρίσκονται στις άκρες των λαχνών.