Tanko črevo je sestavljeno iz treh različnih delov, ki so dvanajstnik, jejunum in ileum. Dvanajstnik tvori začetek tankega črevesa, na želodec pa je pritrjen s piloričnim sfinkterjem. V primerjavi s preostalim delom tankega črevesa je dvanajstnik kratek in širok, z izrazito C obliko. Anatomija dvanajstnika odraža dejstvo, da tam poteka večina prebave.
Bruto anatomijo dvanajstnika lahko razdelimo na štiri ločena področja. To niso ločeni deli, ampak so označeni, da opišejo, kje v dvanajstniku se pojavljajo različna dejanja. Štirje deli dvanajstnika so zgornji del, padajoči del, vodoravni del in naraščajoči del. Vsak del se nanaša na določeno področje oblike C dvanajstnika.
Zgornji del dvanajstnika se imenuje tudi prvi del in čebulica dvanajstnika. Dolg je približno 2 cm, pri čemer je prva 5/3 palca (4 cm) premična. To je edinstveno v anatomiji dvanajstnika, saj je preostali del nepremičen, pritrjen na trebušno steno. Zgornji del sestavlja vrh oblike C in se začne pri piloričnem sfinktru.
Padajoči del ali drugi del je najdaljši del bruto anatomije dvanajstnika. Tam se prebavni sokovi iz trebušne slinavke in jeter izpraznijo v dvanajstnik. V tem delu in vodoravnem oziroma tretjem delu dvanajstnika se hrana meša s prebavnimi sokovi. Encimi v prebavnih sokovih razgradijo hrano na manjše molekule, ki se absorbirajo v krvni obtok iz ileuma.
Mikroskopska anatomija dvanajstnika kaže, da vsebuje štiri plasti znotraj svojih sten, ki so enake kot preostali del tankega črevesa. Od notranjosti dvanajstnika so štiri plasti sluznica, submukoza, mišična mišica propria in seroza. Brunnerjeve žleze se nahajajo v sluznici dvanajstnika. Te žleze proizvajajo sluz za mazanje notranje stene dvanajstnika, pa tudi mineralne soli za nevtralizacijo pH hrane, ki je prešla iz želodca v dvanajsternik.
Stene dvanajstnika so močno nagubane in prekrite z drobnimi prstastimi izrastki, imenovanimi resice. Te projekcije vsebujejo gladke mišice, ki pomagajo premikati hrano skozi dvanajsternik in jo temeljito premešati s prebavnimi sokovi. Nekateri prebavni encimi se proizvajajo iz celic, ki se nahajajo na konicah resic.