小肠是大多数化合物吸收的场所，花青素常以糖苷的形式存在，由于糖苷键的连接使花青素为亲水性化合物，可以通过被动扩散透过生物膜而被小肠吸收。当花青素到达小肠接近中性或中碱性区域时，其稳定性降低并转化为查尔酮类。KAMILOGLU等通过原味灌注大鼠空肠法研究发现，经小肠灌注后花青素的吸收迅速而有效，且吸收率随花青素化学结构的变化而发生改变。此外，以单层Caco-2细胞作为小肠吸收模型的体外实验，发现花青素可以渗透肠上皮。虽然花青素的吸收主要在空肠中通过水解酶的水解，但是以酚苷元的形式吸收，在十二指肠仍有少量吸收，而回肠和结肠不吸收。根据花青素的结构不同，添加的花青素的吸收率从22%下降到10.7%。花青素类物质吸收有两种可能的机制：一种可能含有具体的葡萄糖转运蛋白；另一种可能是花青素的胞外水解酶如乳糖酶、间利嗪酶、水解酶等在配基前被动扩散。该研究还发现，被代谢的花青素作为完整的糖苷以甲基化形式和葡萄糖醛酸化衍生物排泄到胆汁和尿液中。

大部分的膳食花青素在上消化道不能被消化吸收，未被吸收的花青素进入大肠被肠道菌群广泛代谢，特别是被具有催化这些反应所需酶的属和种代谢。花青素是位于小肠、结肠和肝脏的几种酶的底物，大多数肠道微生物也具有β-葡萄糖苷酶的活性，包括双歧杆菌和乳酸菌，这些酶在肝脏和肾脏中将花青素转化为葡萄糖醛酸、甲基化和硫酸盐。这些偶联形式的花青素还可以通过胆汁排泄到空肠，并通过肠肝循环系统循环。体外研究证明，大肠内细菌对于花青素的代谢作用包括糖苷键的裂解和花青素杂环的分解，降解为间苯三酚衍生物和苯甲酸，花青素部分降解后产生的其它分解代谢物有儿茶酚、邻苯三酚、间苯二酚等，代谢产物对肠道内的益生菌有调节作用，可影响肠道微生物的生长。

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