Mellantarmen hänvisar till den mellanliggande delen av matsmältningskanalen, som sträcker sig från toppen av tunntarmen till den ungefärliga mittpunkten av tjocktarmen. Det föregås av förtarmen, som inkluderar munnen, matstrupen, magen, levern, bukspottkörteln, gallblåsan och den översta delen av tolvfingertarmen, den första delen av tunntarmen. Efter mellantarmen kommer baktarmen, som består av ett segment av den tvärgående tjocktarmen, de nedåtgående och sigmoidiska tjocktarmen och ändtarmen – alla delar av tjocktarmen. Inkluderade i mellantarmen är de två senare av de fyra sektionerna av tolvfingertarmen. Dessa är jejunum och ileum, som också är sektioner av tunntarmen, och i tjocktarmen, blindtarmen, uppåtgående tjocktarm och de övre två tredjedelarna av den tvärgående tjocktarmen.
Mellantarmen anses börja i det andra segmentet av tolvfingertarmen, där bukspottkörtelgången och gallgången finns och där mycket av den kemiska nedbrytningen av mat sker. Dessa kanaler ligger bara några centimeter nedanför pylorus, ingången från magen till tunntarmen, i vad som kallas den nedåtgående delen av tolvfingertarmen. De tillför enzymerna genom bukspottkörteljuice och galla, tillverkad i levern och lagrad i gallblåsan i närheten, som bryter maten i dess makronäringsämnen: kolhydrater, fetter och proteiner.
Härifrån slingrar sig mellantarmen genom de distala eller nedre två delarna av tolvfingertarmen och går in i jejunum i mitten av tunntarmen. Jejunum är där många av de näringsämnen som frigörs i tolvfingertarmen absorberas över epitelceller i tarmväggen, inklusive sockerarterna glukos och fruktos från kolhydraterna, aminosyror från proteinet och flera vitaminer och mineraler. Oabsorberade näringsämnen och vatten fortsätter vidare genom ileum, nästa sektion av tunntarmen. Det är här ytterligare osmälta näringsämnen absorberas, inklusive vitamin B12, fettsyror och glycerol från nedbrytningen av fetter, såväl som biprodukter från matsmältningen, såsom gallsalter.
Under jejunum i mellantarmen finns blindtarmen, som signalerar början av tjocktarmen, den del av matsmältningskanalen som ansvarar för absorptionen av vatten, salt och några kvarvarande vitaminer samt avlägsnande av avfall från kroppen. Böjer sig abrupt uppåt från blindtarmen är den uppåtgående kolon, som sedan gör en abrupt 90-graders vändning för att bilda den tvärgående kolon. Den tvärgående tjocktarmen är mer eller mindre i nivå med mellantarmens övre gränser. De första två tredjedelarna av dess längd ingår i mellantarmen, medan den återstående längden bildar början av baktarmen precis intill mjälten.