Kimyasal sindirim, sindirim sisteminin önemli bir parçasıdır ve fiziksel sindirim ile birlikte çalışır. Büyük parçalara ayrılmış besinler ağızda dişler yardımıyla fiziksel olarak parçalanır. Bu süreçte tükrük salgısıyla başlayan kimyasal sindirim, sindirim sisteminin diğer bölümlerinde devam eder. Kimyasal sindirimde, hormon kontrolündeki enzimlerin etkisi vardır. Bu tür sindirim, hidroliz reaksiyonu olduğundan, enzimlerle birlikte su kullanılır. Sonuçta oluşan besin monomerleri emilim yoluyla hücrelere taşınır. Mineraller ve vitaminler ise sindirilmeden doğrudan kana geçer.

Karbonhidratlar, canlılar için önemli bir enerji kaynağıdır. Polisakkarit veya disakkarit şeklinde alındıklarında sindirilerek monosakkaritlere dönüştürülürler. Polisakkaritler, önce disakkaritlere sonra da monosakkaritlere ayrılır. Karbonhidratlar, fruktoz, galaktoz ve glikoz gibi monosakkaritlere dönüştüğünde emilirler. Sindirimleri ağızda tükrük salgısındaki amilaz enzimiyle başlar. Amilaz enzimi, nişasta ve glikojeni maltoz ve dekstrinlere ayrıştırır. Tükrük salgısı, nötral pH'a yakın asidik bir salgıdır ve ağızdaki amilaz enziminin aktifleşmesini sağlar.

Nișasta + Su ---Amilaz---> Maltoz + Dekstrin

Yemek borusundan geçerek mideye ulaşan karbonhidratlar burada kimyasal sindirime uğramaz. Midedeki HCl nedeniyle ortam asidik olduğundan, karbonhidratların sindirimi için gerekli enzimler burada işlev yapamaz. Bunun yanında midede karbonhidrat sindirimi için gerekli enzim salgısı da olmaz. Asitli olan besin karışımı, buradan ince bağırsağa giderken on iki parmak bağırsağının kana salgıladığı sekretin hormonu pankreası uyarır. Pankreas bezinin Wirsung kanalıyla on iki parmak bağırsağına gönderdiği pankreas özsuyunda bulunan amilaz enzimi, ağızdaki gibi glikojen ve nişastayı maltoz ve dekstrinlere ayrıştırır.

Nișasta + Su ---Amilaz---> Maltoz + Dekstrin

Disakkaritlerin sindirimini sağlayan enzimler ince bağırsakta üretilir. Ağız ve ince bağırsakta sindirilen polisakkaritlerin sonucunda oluşan maltoz ve disakkaritler, ince bağırsağa ulaştığında monosakkaritlere dönüşür.

Maltoz + Su ---Maltaz---> Glikoz + Glikoz

Sükroz + Su ---Sükraz---> Glikoz + Fruktoz

Laktoz + Su ---Laktaz---> Glikoz + Galaktoz

Vücutta yapım ve onarım için kullanılan proteinler, aynı zamanda enerji verici olarak da değerlendirilir. Kimyasal sindirim proteinler için ağızda başlar. Bu süreç midede devam eder ve ince bağırsakta tamamlanır. Ağızdan yemek borusuna, oradan mideye geçen besinler, midede pilor bölgesinde bulunan bazı bezleri uyarır. Bezlerden salgılanan gastrin hormonu, kan yoluyla diğer bezleri uyarır. Bezlerden mide boşluğuna salgılanan mide özsuyu enzimleri, burada protein sindiriminin başlamasını sağlar. Mide özsuyu içinde HCl, pepsinojen, süt çocuklarında renin (lap enzimi) bulunur. Bunun yanında mide duvarının hidroklorik asit ve enzimlerden korunmasını sağlayan mukus salgısı da gastrin hormonunun etkisiyle daha fazla salgılanır.

Pepsinojen enzimi aktif değildir ve önce HCl sayesinde aktif enzime dönüştürülür. Böylece pepsin, proteinleri pepton denilen parçacıklara ayrıştırır.

Pepsinojen + HCl ---> Pepsin (Aktif enzim)

Protein + Su ---Pepsin---> Polipeptit (Pepton)

Süt çocuklarında protein sindirimi, midede önce lap enzimiyle başlar ve süt proteinleri kazeine dönüştürülür. Ardından pepsin, kazeinleri amino asitlere ve polipeptitlere ayrıştırır.

Süt Proteinleri ---Lap---> Kazein + Su

Kazein ---Pepsin---> Polipeptit + Aminoasit

Bu aşamalardan sonra midede bulunan besinler, kimus denen bulamaç halinde ince bağırsağa geçer. Bu sırada ince bağırsağın salgıladığı sekretin hormonu pankreas bezini uyarır. Protein sindirimini pankreas özsuyunda bulunan tripsinojen ve kimotripsinojen sürdürür. Bu maddeler, ince bağırsaktan salgılanan enterokinaz enzimiyle aktif tripsine ve kimotripsine dönüştürülerek, mideden gelen polipeptitler dipeptitlere parçalanır.

Tripsinojen (Pasif Enzim) + Enterokinaz ---> Tripsin

Polipeptit + Su ---Tripsin---> Dipeptit + Aminoasit

Dipeptitler, tekrar ince bağırsak tarafından salgılanan erepsin enzimiyle aminoasitlere dönüştürülür.

Peptit + Su ---Erepsin---> Aminoasit

Proteinlerin kimyasal sindirimi sonucunda oluşan aminoasitler, ince bağırsak yüzeyindeki villuslar aracılığıyla emilerek kanla karaciğere ve oradan hücrelere taşınır.

Katı veya sıvı olarak sindirime giren yağlar, yapı ve enerji verici olarak kullanılır. Yağlar için kimyasal sindirim ince bağırsakta başlar ve burada tamamlanır. Mideden ince bağırsağa geçen besin karışımının bu geçişi sırasında on iki parmak bağırsağından kolesistokinin ve sekretin hormonları salgılanır. Sekretin hormonunun uyarımıyla pankreastan yağ sindirimi için lipaz enzimi üretilir. Kolesistokinin hormonu, kanla karaciğeri uyarır ve on iki parmak bağırsağına safra salgılanmasını sağlar. Safra, yağları küçük parçalara ayrıştırır. Böylece yağ moleküllerinin yüzeyi genişler ve lipaz enzimi etkin hale getirilir. Lipaz, suyla beraber yağları yağ asidi ve gliserole parçalar.

Yağ + Safra ---> Küçük yağ tanecikleri

Yağ tanecikleri + Su ---Lipaz---> Yağ asitleri + Gliserol

Yağların kimyasal sindirimi sonucunda monomerler oluşur ve ince bağırsaktaki villus lenf kılcallarıyla emilerek kan dolaşımına girer.