Usus halus terdiri dari tiga bagian yang berbeda, yaitu duodenum, jejunum dan ileum. Duodenum membentuk awal dari usus kecil, dan melekat pada lambung oleh sfingter pilorus. Dibandingkan dengan sisa usus kecil, duodenum pendek dan lebar, dengan bentuk C yang berbeda. Anatomi duodenum mencerminkan fakta bahwa sebagian besar pencernaan terjadi di sana.
Anatomi kasar duodenum dapat dipecah menjadi empat area terpisah. Ini bukan bagian yang berbeda, tetapi telah diberi label untuk menggambarkan di mana dalam duodenum tindakan yang berbeda terjadi. Empat bagian duodenum adalah bagian superior, bagian desendens, bagian horizontal dan bagian asendens. Setiap bagian mengacu pada area tertentu dari bentuk C duodenum.
Bagian superior duodenum juga disebut sebagai bagian pertama dan bulbus duodenum. Panjangnya sekitar 2 inci (5 cm), dengan 3/4 inci pertama (2 cm) bersifat mobile. Ini unik dalam anatomi duodenum, karena sisanya tidak bergerak, melekat pada dinding perut. Bagian superior membentuk bagian atas bentuk C dan dimulai pada sfingter pilorus.
Bagian desendens, atau bagian kedua, adalah bagian terpanjang dari anatomi kasar duodenum. Di sinilah cairan pencernaan dari pankreas dan hati dikosongkan ke duodenum. Di bagian ini dan bagian horizontal, atau ketiga, duodenum, makanan dicampur dengan cairan pencernaan. Enzim dalam cairan pencernaan memecah makanan menjadi molekul yang lebih kecil, yang diserap ke dalam aliran darah dari dalam ileum.
Anatomi mikroskopis duodenum menunjukkan bahwa duodenum mengandung empat lapisan di dalam dindingnya, yang sama dengan bagian usus halus lainnya. Dari bagian dalam duodenum empat lapisan adalah mukosa, submukosa, muskularis propria dan serosa. Kelenjar Brunner ditemukan di dalam lapisan mukosa duodenum. Kelenjar ini menghasilkan lendir untuk melumasi dinding bagian dalam duodenum, serta garam mineral untuk menetralkan pH makanan yang telah lewat dari lambung ke duodenum.
Dinding duodenum sangat terlipat dan ditutupi oleh tonjolan kecil seperti jari yang disebut vili. Proyeksi ini mengandung otot polos untuk membantu memindahkan makanan melalui duodenum, serta untuk mencampurnya secara menyeluruh dengan cairan pencernaan. Beberapa enzim pencernaan diproduksi dari sel-sel yang ditemukan di ujung vili.