El intestino grueso comprende la parte final del tubo digestivo y se divide a su vez en ciego, colon y recto. El colon posee una parte ascendente, una transversa, y una descendente, además del colon sigmoide. El intestino grueso se conecta al intestino delgado mediante la válvula o esfínter íleo-cecal. El ciego posee una ramificación muy delgada llamada apéndice, donde se acumulan muchos nódulos linfáticos. El recto se comunica con el exterior a través del ano. La zona donde el intestino grueso se une a la piel del ano se denomina unión ano-rectal. Aquí se produce la transición desde epitelio simple prismático a epitelio estratificado plano queratinizado, típico de la epidermis. A este nivel existe un engrosamiento de la musculatura externa que forma el esfínter anal interno. También hay un esfínter externo formado por musculatura estriada.
El intestino grueso se extiende desde el íleo distal hasta el ano. La longitud media en adultos es de unos 1,3 metros, aunque puede variar desde 1,1 a 2,1 metros. La partes más largas son el colon sigmoide y el transverso, con el 30 y el 27 % de la longitud total, respectivamente. El cecum ocupa un 3 % del total, el colon ascendente un 12 %, el descendente un 14 % y el recto un 14 %. A los 5 años ha conseguido la longitud, es decir, durante la niñez consigue la longitud fina.
El intestino grueso no tiene vellosidades ni pliegues circulares. Al igual que el resto del tracto digestivo, la pared del intestino grueso se puede dividir en 4 capas: mucosa, submucosa, muscular y serosa.
La mucosa está formada por un epitelio simple cilíndrico que forma numerosas glándulas mucosas tubulares denominadas criptas de Lieberkühn. Éstas aparecen como invaginaciones de las superficie epitelial. Una de las principales funciones del intestino grueso es la reabsorción de agua y electrolitos del proceso digestivo. También secreta una gran cantidad de moco que favorece el tránsito de los deshechos semisólidos no digeridos. Las células mucosas son más abundantes en el epitelio del intestino grueso que en el del intestino delgado. La proporción entre células absorbentes, denominadas enterocitos, y células mucosas cambia de 4 a 1 en la mayor parte del intestino grueso, y 1:1 en las zonas del recto. Las células epiteliales se renuevan constantemente: nacen en la base de las criptas y van desplazándose hacia la superficie del tubo digestivo donde mueren. Todo este proceso suele durar unos 5 días.
La lámina propia es similar a la del resto del tubo digestivo con sólo unas pocas peculiaridades como la carencia de vasos linfáticos o de una capa gruesa de colágeno entre la membrana basal del epitelio y los vasos sanguíneos próximos.
La muscular de la mucosa normalmente se organiza en dos capas de músculo liso con distinta orientación. En algunas zonas es delgada.
La submucosa está formada por tejido conectivo muy denso. Contiene vasos sanguíneos de gran calibre y algunas zonas con tejido adiposo.
La capa muscular se organiza de forma distinta. Existe una capa longitudinal de músculo liso que es más delgada que la capa circular. En humanos, sin embargo, la capa longitudinal se engruesa en tres lugares concretos para formar bandas que se pueden observar a simple vista.
La serosa es una capa muy delgada de conectivo que en algunos puntos se continúa con el peritoneo. Se puede distinguir en ocasiones una capa intermedia entre la serosa y la muscular denominada capa subserosa.
