Peensool koosneb kolmest erinevast osast, milleks on kaksteistsõrmiksool, tühisool ja niudesool. Kaksteistsõrmiksool moodustab peensoole alguse ja see on mao külge kinnitatud püloorse sulgurlihase kaudu. Võrreldes ülejäänud peensoolega on kaksteistsõrmiksool lühike ja lai ning selgelt eristuv C-kujuline. Kaksteistsõrmiksoole anatoomia peegeldab tõsiasja, et suurem osa seedimisest toimub seal.
Kaksteistsõrmiksoole anatoomia võib jagada neljaks eraldi piirkonnaks. Need ei ole erinevad osad, vaid on märgistatud, et kirjeldada, kus kaksteistsõrmiksooles toimuvad erinevad tegevused. Kaksteistsõrmiksoole neli osa on ülemine osa, laskuv osa, horisontaalne osa ja tõusev osa. Iga osa viitab kaksteistsõrmiksoole C-kujulisele konkreetsele piirkonnale.
Kaksteistsõrmiksoole ülemist osa nimetatakse ka esimeseks osaks ja kaksteistsõrmiksoole sibulaks. See on umbes 2 tolli (5 cm) pikk, kusjuures esimene 3/4 tolli (2 cm) on mobiilne. See on ainulaadne kaksteistsõrmiksoole anatoomias, kuna ülejäänud osa on kõhuseina külge kinnitatud. Ülemine osa moodustab C-kuju ülaosa ja algab püloorsest sulgurlihasest.
Langev osa ehk teine osa on kaksteistsõrmiksoole anatoomia pikim osa. See on koht, kus kõhunäärme ja maksa seedemahlad tühjendatakse kaksteistsõrmiksoole. Selles osas ja kaksteistsõrmiksoole horisontaalses ehk kolmandas osas segatakse toit seedemahlaga. Seedemahlas sisalduvad ensüümid lagundavad toidu väiksemateks molekulideks, mis imenduvad niudesoolest vereringesse.
Kaksteistsõrmiksoole mikroskoopiline anatoomia näitab, et selle seintes on neli kihti, mis on samad kui ülejäänud peensool. Kaksteistsõrmiksoole seestpoolt on neli kihti limaskest, submucosa, muscularis propria ja serosa. Brunneri näärmed asuvad kaksteistsõrmiksoole limaskesta kihis. Need näärmed toodavad lima kaksteistsõrmiksoole siseseina määrimiseks, samuti mineraalsooli, mis neutraliseerivad maost kaksteistsõrmiksoolde jõudnud toidu pH.
Kaksteistsõrmiksoole seinad on tugevalt volditud ja kaetud pisikeste sõrmetaoliste eenditega, mida nimetatakse villiks. Need väljaulatuvad osad sisaldavad silelihaseid, mis aitavad toitu läbi kaksteistsõrmiksoole liigutada, samuti segavad seda põhjalikult seedemahlaga. Mõningaid seedeensüüme toodetakse rakkudest, mis asuvad villi otstes.