Elk gedeelte van het maagdarmkanaal heeft zijn eigen samenstelling van micro-organismen die zich daar specifiek aangepast hebben aan de omgeving. De verdeling van de micro-organismen is afhankelijk van verschillende factoren zoals pH, zuurstof, beschikbaarheid van voedingsstoffen en transittijd. Zelfs in de maag, waar van lang gedacht werd dat deze steriel was, leven bacteriën. Ook de mond heeft een eigen microbiota.
De meeste micro-organismen bevinden zich in de dikke darm, waar ze werken als een anaërobe fermentatietank: ze verteren (fermenteren) endogene secreties zoals slijm (geproduceerd door darmcellen) en onverteerde voedingsresten (vezels). Een groot deel van de microbiota is echter nog niet (of moeilijk) cultiveerbaar buiten het lichaam, waardoor hun aanwezigheid alleen nog op basis van DNA- en/of RNA analyes aangetoond is.
Het is nog niet mogelijk om te definiëren hoe een gezonde darmmicrobiota er precies uitziet. Waar het op neer komt is de complexe relatie tussen het aantal, de activiteit en de diversiteit van de aanwezige micro-organismen in de darm. Een gezonde darmmicrobiota is een complex ecosysteem van zowel gunstige als ongunstige (ie. potentieel pathogene) micro-organismen.
Een uitgebalanceerde darmmicrobiotia zorgt voor: