微生物和食物
肠道微生物群最重要的营养来源是饮食中在小肠不可消化的碳水化合物。肠道的类杆菌属细菌拥有大量编码碳水化合物活性酶的基因，如糖基转移酶、糖苷水解酶和多糖裂解酶，进行碳水化合物发酵，产生乙酸、丙酸和丁酸盐等短链脂肪酸作为能源，乙酸和丙酸主要从结肠腔吸收，而丁酸是结肠细胞的底物。这三种短链脂肪酸的比例大约为比例为60:20:20。另外，肠道细菌还产生少量乳酸（主要为L-乳酸）、2-羟基丙酸、戊酸和己酸。在细菌发酵碳水化合物的同时产生氢气、二氧化碳、氨、胺、酚等代谢产物，细菌利用这些气体生长和维持细胞功能。炎症性肠病、肠易激综合征、癌症和其他病理与短链脂肪酸的产生密切相关。
肠道微生物也参与影响蛋白质水解，因为一些细菌产生与人类协同工作的蛋白酶和肽酶；组胺是由L-组氨酸和γ-谷氨酸产生氨基丁酸和重要的抗菌肽（细菌素）。肠道微生物群极大地促进了维生素K、生物素、叶酸、硫胺、聚糖、氨基酸和共轭亚油酸（CLA）的合成，这些物质具有多种健康保护活性。
肠道微生物群也影响脂肪代谢，促进脂肪细胞中脂蛋白脂肪酶的活性和胆汁酸谱的改变。thetaiotaomicron类杆菌对大肠杆菌酶的上调增强了脂质消化的效率。一些物种，如大肠杆菌、肠拟杆菌和脆弱拟杆菌，将人类结肠中的初级胆汁酸转化为次级胆汁酸。脂质代谢中的性别特异性差异通过小鼠肠道微生物群调节，胆汁酸可能在微生物群和脂质代谢的性别特异性调节之间的串扰中发挥作用。
肠道微生物群有助于多酚化合物的代谢，饮食中富含植物、水果和植物衍生产品，如可可、浆果、葡萄酒和茶。肠道微生物群在外源和药物代谢中的重要作用，因此在药物治疗的结果中也有报道。
微生物群组成显示出一定程度的个体间差异，这可能是由于微生物群的内在因素（即年龄依赖状态、组成状态）和微生物群的外在因素，如宿主的外在因素（即生活方式、饮食习惯、体力活动）、宿主的内在因素（即遗传），以及环境因素（即母婴垂直传播）。就年龄差异而言，肠道成分在儿童时期受到很大影响，在三岁时达到成人形态，影响免疫系统功能。在成年期，人类肠道微生物随着时间的推移保持相对稳定，表现出对应激和急性疾病等干扰因素的恢复能力，即使一些证据表明肠道微生物组的不同组成类型，即肠道类型，可与对干扰的不同反应相关。具有不同肠型特征的copri普氏菌和外阴拟杆菌与胰岛素抵抗有关，饮食干预后对糖代谢的影响可能受到厚壁菌：拟杆菌比率。在老年，微生物组的物种丰富度和多样性降低，个体间的变异性增加，而对干扰的恢复力降低。
