Slemhinnan i tunntarmen innehåller tarmludd som består av så kallade villi, det vill säga, många utskott inte större än en millimeter, som förstorar tunntarmens yta. Dessa består av enterocyter, på vars yta mikroskopiska utskott, så kallade mikrovilli, sitter, vars uppgift är att hjälpa till att absorbera näringsämnen. Genom denna ytförstoring effektiviseras näringsupptaget.[5] Tunntarmens yta uppgår i medeltal till cirka 30 kvadratmeter.[6] I vissa fall kan man bli drabbad av tunntarmssvikt, vilket innebär att tunntarmen slutar fungera som den ska och släpper igenom mat utan att ta upp näring. Detta leder ofta till döden, men på senare tid har läkare kunnat transplantera delar av tarmen och på så sätt rädda patienten. Tarmsvikt drabbar en på sex miljoner.
Slemhinnan innehåller även körtlar som producerar vätska, tarmsaft. Det är svårt att få en objektiv överblick av hela tunntarmen, eftersom den är så lång och slingrig. Man har försökt att överblicka den genom att röntgenundersöka med hjälp av ett kontrastmedel som sväljs ned, och som i sin tur förs vidare i tunntarmen med hjälp av dess rörelser. DT-enterografi har också använts.[5]
