Основными функциями толстой кишки являются всасывание воды и остатков питательных веществ, депонирование кишечного содержимого, формирование каловых масс и их эвакуация.
Слизистая оболочка толстой кишки вырабатывает небольшое количество сока, в котором очень мало ферментов и много слизи, имеющей значение для формирования кала. Отделение сока происходит под действием на слизистую оболочку местных механических и химических раздражителей.
Большое значение для организма имеют находящиеся в толстой кишке бактерии. Пищевые волокна (клетчатка, целлюлоза), содержащиеся в пище, доходят до толстого кишечника в неизмененном виде, так как в пищеварительных соках нет расщепляющего их фермента (целлюлаза). Под влиянием ферментов бактерий клетчатка разрушается и содержимое растительных клеток делается доступным для переваривания и всасывания. Переваривается до 50% клетчатки, содержащейся в пище. Бактерии синтезируют витамин К и витамины группы В. Наличие в кишечнике нормальной микрофлоры предохраняет организм хозяина от внедрения и размножения патогенных микробов, а также повышает иммунитет. Животные, выращенные в стерильных условиях, оказывались нежизнеспособными.
Толстой кишке в отличие от тонкой свойственны, кроме перистальтических движений, еще антиперистальтические, которые передвигают содержимое обратно, т. е. по направлению к тонкой кишке. Благодаря такого рода движениям пищевые остатки более длительно задерживаются в кишке и, следовательно, более полно всасываются питательные вещества и вода.
При смешанном питании примерно 10% принятой пищи не усваивается организмом человека. Непереваренные остатки пищи и бактерии, которые составляют около 50% сухих каловых масс, склеенные слизью сока толстой кишки, образуют кал. При известной степени растяжения прямой кишки возникает позыв к дефекации и происходит произвольное опорожнение кишечника. Рефлекторный непроизвольный центр дефекации расположен в крестцовой части спинного мозга.