蚯蚓的消化系統是由較發達的消化管道和消化腺組成。 消化管道即由口腔、咽、食道、嗦囊、砂囊、胃、腸(小腸、盲腸、直腸)、肛門所構成, 但基本上就是從口延伸至肛門的管道。 口腔為口內側的膨大處, 較短, 位於圍口囊的腹側, 只佔有第二或第一至第二體節。 腔壁很薄, 腔內無顎和牙齒, 不能咀嚼食物, 但有接受、吸吮食物的作用。 口腔之後為咽, 咽壁具有很厚的肌肉層, 它向後延伸到約第六體節處。 口腔內壁和咽的上皮均覆蓋有角質層。 咽外部具有很多輻射狀的肌肉與體壁相連, 咽腔的擴大或縮小或外翻均靠肌肉的收縮來完成,
緊接咽後部的細管即為食道。 水棲蚯蚓, 食道具有鈣腺, 其形態、數量和位置常隨種類而異。 鈣腺也是分類上的重要依據之一。 通常鈣腺系食道壁左右兩側突出的一對或多對囊狀腺體。 業已證明, 鈣腺在酸鹼度調節中具有重要的作用。 它能維持消化系統的正常機能,
嗦囊為食道之後一個膨大的薄壁囊狀物。
它有暫時貯存和濕潤、軟化食物的功能,
也有一定的過濾作用,
還能消化部分蛋白質。
某些種類缺乏嗦囊和砂囊。
在嗦囊之後, 緊接的是堅硬而呈球形或橢圓形的砂囊, 即所謂的“胃”。 有些蚯蚓僅具 1 個砂囊, 占 1 或多個體節。 通常陸棲蚯蚓均具砂囊。 砂囊具有極發達的肌肉壁, 其內壁具有堅硬的角質層。 在砂囊腔內常存有砂粒。 因砂囊的肌肉強收縮、蠕動, 可使食物不斷地受到擠壓, 加上堅硬的角質膜和砂粒的研磨, 食物便逐漸變小、破碎, 最後成為漿狀食糜, 便於吸取。
胃之後緊接一段膨大而長的消化管道是小腸, 有時又稱為大腸。 其管壁較薄, 最外層為黃色細胞形成的腹膜髒層, 中層外側為縱肌層, 內側為環肌層, 最內層為小腸上皮。 這些上皮細胞由富有顆粒及液泡的分泌細胞和長形、錐狀的消化細胞組成, 可以分泌含有多種酶類的消化液, 並吸收消化後的營養。 小腸沿背中線凹陷形成盲道, 這有助於小腸的消化和吸收。 但水棲種類無此構造。 大部分的食物消化和吸收都在腸中進行。
環毛蚓屬的種類, 在 X X Ⅳ體節處小腸側面常有 1 對盲腸。 此腸與小腸相通, 並分泌多種消化酶, 例如蛋白酶、澱粉酶、脂肪酶、纖維素酶, 幾丁質酶等等。 小腸後端狹窄而薄壁的部分為直腸, 它一般無消化作用, 其功能是使已被消化吸收後的食物殘渣變成蚓糞而經此通向肛門, 排出體外。