De nombreuses réactions de digestion sont appelées réactions d'hydrolyse car elles impliquent la réaction d'une molécule d'hydrate de carbone avec une molécule d'eau, entraînant la rupture de la molécule d'hydrate de carbone, de protéine ou de graisse en deux nouvelles molécules. L'hydrolyse est un terme grec qui se traduit par "séparation de l'eau".
Les molécules biologiques ont tendance à être relativement grosses, donc avant de pouvoir être absorbées par les intestins, elles doivent être brisées en petits morceaux. Le système digestif le fait à l'aide d'enzymes, des protéines spéciales qui provoquent des réactions chimiques ciblées beaucoup plus rapidement. La raison pour laquelle de nombreuses personnes ne peuvent pas digérer le lactose est qu'elles n'ont pas l'enzyme nécessaire pour le faire. Les morceaux de molécules qui peuvent être absorbés sont différents pour chaque type de molécule.
Les glucides, tels que les amidons, sont constitués d'unités de sucre plus petites telles que le glucose et le fructose. La liaison rompue par hydrolyse est appelée liaison glycosidique. Les unités de protéines sont appelées acides aminés et sont reliées par des liaisons peptidiques. Les graisses sont en fait constituées de deux types d'unités différentes et sont décomposées en acides gras et en glycérol, un type d'alcool. Une fois décomposées, ces molécules sont transportées dans la circulation sanguine jusqu'aux cellules où elles sont encore transformées et utilisées pour produire de l'énergie.