Duodenalslemhinnan är slemhinnan i den del av tunntarmen som leder från magen. Denna del av tarmen är känd som tolvfingertarmen, och slemhinnan som kantar den består av enkelt kolumnärt epitel. Enkelt kolumnärt epitel består av ett lager av höga, ungefär rektangulära celler. I duodenalslemhinnan är vissa av dessa celler angelägna om att ta upp mat från tarmen, medan andra producerar alkaliskt slem eller hormoner som påverkar matsmältningen. Slemhinnan i tolvfingertarmen kan påverkas av magsår, där ett rått plåster uppträder i slemhinnan, vilket ibland orsakar gnagande buksmärtor.
Hos människor löper tolvfingertarmen från magsäcken till jejunum, där ileum utgör den sista delen av tunntarmen. Slemhinnan i hela tunntarmen delar vissa likheter. Det är arrangerat i veck, eller veck, så kallade plicae, som hjälper till att öka den totala ytan.
Liksom resten av tunntarmen, ökas också ytan av tolvfingertarmens slemhinna genom närvaron av många små utsprång, formade som små fingrar och kända som villi. Dessa är i sin tur täckta av ännu mindre fingerformade utsprång som kallas mikrovilli. Det är viktigt att ytan på tunntarmen är så stor som möjligt för att maximera den möjliga mängden absorption. Omedelbart under slemhinnornas celler innehåller ett lager som kallas lamina propria ett nätverk av blodkärl som tar upp absorberade näringsämnen i cirkulationen. Det mesta av kroppens järnupptag sker över duodenalslemhinnan.
Små rörformade gropar som kallas krypter ligger mellan villi, och dessa kallas ibland för Lieberkühns krypter. I botten av krypterna finns specialiserade celler, av vilka några utsöndrar enzymer. Andra celler utsöndrar hormoner som serotonin, vilket påverkar tarmrörelsen. Stamceller finns också inuti krypterna, och de delar sig och mognar kontinuerligt till olika typer av tarmfoderceller för att ersätta dem när de tas bort. Immunsystemets celler som kallas lymfocyter kan också finnas i krypterna.
Duodenalslemhinnan skiljer sig från slemhinnan i jejunum och ileum genom att den innehåller relativt färre plicae och villi är plattare till utseendet. I likhet med slemhinnan i resten av tunntarmen innehåller duodenalslemhinnan celler som kallas bägareceller. Dessa är prickade bland de absorberande cellerna och de utsöndrar slem. Detta hjälper till att skydda tarmslemhinnan och smörjer tarmen så att maten passerar lättare.