双歧杆菌在婴儿肠道中通过与肠黏膜上皮细胞中的磷酸酶结合，与其他厌氧菌一起共同占据肠黏膜表面，形成一层生物屏障，阻止致病菌、条件性致病菌的入侵。
双歧杆菌所具有的磷酸酶可将母乳中的α-酪蛋白降解，从而有利于乳蛋白的吸收。双歧杆菌所分泌的β-半乳糖酶可加快和长时间作用于乳糖的分解，这对提高乳糖的可消化利用性及解除部分婴幼儿乳糖不耐受的困扰有良好作用。
双歧杆菌在人体肠道内可以合成多种维生素，如维生素B1、维生素B2、维生素B6、尼克酸、泛酸、叶酸、维生素B12、维生素K和生物素等。这些维生素随时被合成，随即被黏膜细胞吸收，有利于促进人体代谢和维护健康。
双歧杆菌分解代谢可溶性膳食纤维后产生如乙酸、丁酸、乳酸、丙酸等短链脂肪酸、降低肠道酸度（PH值），有利于铁、钙、锌及磷的吸收。
肠道菌群絮乱是婴幼儿发生消化不良及腹泻的重要原因，因此，恢复及增加双歧杆菌数量及其优势、重建肠道微生态平衡是预防和成功治疗病毒性、细菌性、真菌性乃至抗生素相关性腹泻的重要措施。
