Thành phần vi khuẩn của hệ vi sinh đường ruột thay đổi theo đường tiêu hóa. Trong dạ dày và ruột non, tương đối ít loài vi khuẩn thường có mặt [8][9] Ngược lại, ruột kết chứa một hệ sinh thái vi khuẩn đông đúc với tối đa 1012 tế bào mỗi gram nội dung đường ruột.[8] Những vi khuẩn này đại diện từ 300 đến 1000 loài khác nhau.[8][9] Tuy nhiên, 99% vi khuẩn đến từ khoảng 30 hoặc 40 loài.[10] Do hậu quả của sự phong phú của chúng trong ruột, vi khuẩn cũng chiếm tới 60% khối lượng khô phân.[11] Nấm, các protist, archaea, và virus cũng có mặt trong hệ thực vật ruột, nhưng ít được biết về hoạt động của chúng.[12]

Hơn 99% vi khuẩn trong ruột là anaerobe, nhưng trong cecum, vi khuẩn hiếu khí đạt mật độ cao.[2] Người ta ước tính rằng hệ thực vật này có tổng cộng khoảng 100 lần gen trong tổng số gen người.[13]