飲食相關的胃腸道反應主要是由於食物刺激了腸道的機械感受器、化學感受器（如辣椒素），或改變胃腸道傳輸功能、滲透壓或分泌功能。具體機制如下：
1. 食物過敏――――據統計，1％～4％ 的美國人群存在食物過敏。食物過敏的機制可分為 IgE 介導（1 型超敏反應）和非 IgE 介導。IgE 介導的過敏反應起病急，最常發生於花生、堅果、雞蛋、牛奶、大豆、魚、貝殼、草莓和小麥等食物。最常見的過敏反應為急性蕁麻疹，常見的胃腸道反應包括噁心、吞嚥困難、腹痛、嘔吐和腹瀉。皮膚針刺試驗比放射性過敏原吸附試驗對診斷 IgE 超敏反應更有價值。非 IgE 介導的過敏反應由 Th2 細胞介導，起病較緩，症狀侷限在胃腸道。中國中醫科學院廣安門醫院肛腸科洪子夫
2. 食物不耐受――――食物不耐受反映了多種疾病過程的非免疫性反應，包括非乳糜瀉性麩質過敏（NCGS），食物中化學成分的影響（如組胺、穀氨酸鹽、咖啡因）、酶缺乏症（如乳糖酶）、運輸障礙（如果糖）、食物中的短鏈碳水化合物的影響。尤其是，IBS中50％～70％ 的患者存在食物不耐受，嚴重影響了患者的生活質量。食物引起的胃腸道不適症狀在女性中高發。常見的不耐受食物包括：高碳水化合物飲食、咖啡、酒精、牛奶、巧克力、豆類、洋蔥、捲心菜及脂肪、香料含量高的食物。
3.乳糖酶缺乏――――是與食物不耐受關係最密切的酶缺乏症。果糖是一種單糖，常導致 IBS 患者出現腹部不適症狀。由於小腸上皮細胞內果糖轉運體 GLUT-5 數量有限，導致果糖在小腸的吸收較少。未被吸收的果糖可加快腸道蠕動，增加腸道產氣。50％ 的健康自願者口服 25 g 果糖後出現果糖吸收不良的表現，而口服 50 g 果糖後出現吸收不良者的比例可高達 75％。短鏈碳水化合物，通常存在於穀物、水果、蔬菜、豆類、堅果中，包括果聚糖、低聚半乳糖（半乳糖體）及多元醇。這些物質在小腸中難以吸收，可使大腸滲透壓增加，結腸細菌發酵，導致胃腸道不適。結腸細菌發酵又可產生氫、甲烷、二氧化碳及短鏈脂肪酸。
4. 腸道滲透壓改變――――是 IBS 飲食相關症狀的潛在致病機制，在腹瀉型 IBS（IBS-D）患者中多見。有研究發現食用小麥、大豆、牛奶、酵母的患者，鏡下腸黏膜上皮損傷、上皮內淋巴細胞增生、絨毛間隙增寬等表現更為多見。
5. 內臟高敏感性――――與健康人群相比，腸道疾病患者可能對某些食物（如辣椒素）的耐受低於正常人群。
6. 小腸細菌過度生長（SIBO）――――SIBO 可導致部分 IBS 患者出現胃腸道症狀。SIBO 的臨床症狀並無特異性，與食物不耐受、腸道微生態失調等症狀類似。尚缺乏可實踐的檢驗金標準。
6. 腸道微生態――――飲食不節，不節制所帶來的腸道微生物環境的改變，會導致腹瀉，腹脹，便秘等不同表現的臨床症狀。
