Metabolizm mikrobiologiczny zachodzi głównie w jelicie grubym, gdzie wiele mikroorganizmów spotyka niestrawione węglowodany, błonnik i niektóre związki żółciowe. Wykorzystują enzymy, by rozbijać je na mniejsze cząsteczki.
Następnie mikroorganizmy „fermentują” wybrane włókna, produkując krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA), takie jak octan, propionian i kwas masłowy. Te SCFA pomagają odżywiać komórki jelita, wspierać barierę jelitową i wpływać na to, jak organizm gospodaruje energią.
Metabolizm mikrobiologiczny zależy również od sygnałów chemicznych. Na przykład mikroby wchodzą w interakcje z kwasami żółciowymi i mogą zmieniać ich formy, co może wpływać na trawienie i stan zapalny. Gdy wzorce żywieniowe się zmieniają, społeczność mikrobiologiczna i jej wydajność mogą się zmieniać.