Huvuddelen av proteinabsorptionen sker i tunntarmen . Efter att proteiner delvis smälts i magen och bryts ner till mindre peptider kommer de in i tunntarmen, som är den primära platsen för deras absorption. Den inre slemhinnan i tunntarmen innehåller många fingerliknande utsprång som kallas villi, som ökar den tillgängliga ytan för absorption. Specialiserade celler som kallas enterocyter, som ligger på ytan av villi, är ansvariga för att absorbera och transportera proteiner över tarmbarriären in i blodomloppet. Dessa enterocyter har specifika transportproteiner och enzymer som underlättar upptaget och bearbetningen av aminosyror, som är byggstenarna i proteiner.