直肠是大肠的末端，在第三骶椎上缘处接乙状结肠。它在骶、尾骨前面下行，穿过骨盆底，终于肛门。全长约12厘米。在盘底以上的部分肠腔膨大，称直肠的盘部（或壶腹部）；3盆底以下的部分称肛门部（或肛管）；直肠有两个前后方向的弯曲，即上方的直肠骶曲，凸向后侧，与骶骨前面的曲度一致；下方的直肠会阴曲，凸向前。直肠下三分之一及直肠背后完全没有腹膜。
直肠眼部粘膜的内面有三个直肠横题（或叫直肠排），是由粘膜和环行肌形成的：直肠肛门部的粘膜，有6～10条纵行的黏膜皱襞，称直肠柱（或肛柱），直肠柱下端之间有牛月形黏膜皱襞，称直肠瓣（或称肛瓣），瓣的底部有腺体导管的开口。直肠壁与直肠柱的下端共同连成锯齿状的齿状线。齿`状线以下直肠内面光滑，称痔环，为皮肤与粘膜的移行部。
齿状线上有2~6个三角形突起，称肛乳头。痔环和直肠柱的粘膜下有丰富的静脉丛，如果充血扩张，即形成痔。直肠的肌层有内环、外纵两层，在肛门周围有内、外括约肌围绕。外括约肌包括皮下部、浅部和深部三部分，属于骨骼肌：内括约肌实际是直肠环行肌增厚而形成，为平滑肌。
直肠肛门的血液供应主要来自三条动脉：直肠上动脉、直肠下动脉、肛门动脉；直肠肛管有两个静脉丛，一是直肠上静脉丛，在齿状线以上的直肠黏膜下层；另一是直肠下解脉丛，在齿状线以下的直肠肌层以外，肛管皮肤下面。直肠上静脉丛汇集成直肠上静脉，经肠系膜下静脉注入脾静脉或门静脉。直肠下静脉丛汇集成直肠下静脉、肛门静脉，注入髂内静脉。
直肠的神经支配有两个来源：齿状线以上由植物性神经分布，所以直肠粘膜对痛觉不敏感；齿状线以下肛门周围的皮肤、肛管外括约肌由直肠下神（含躯体神经）支配，所以感觉敏锐，有病变时疼痛剧烈。
