Do kolon prochází trávenina asi 4 cm dlouhým ileocekálním svěračem, který brání překotnému vyprazdňování tenkého střeva a současně brání návratu tráveniny.
Hlavní funkcí tlustého střeva je vstřebávání iontů a vody, skladování zbytků chymu, tvorba a vylučování (defekace) formované stolice. Kromě toho se zde činností bakterií produkuje vitamín K.
V kolon se netvoří trávicí šťáva, ale tak jako ve všech ostatních částech trávicí trubice se zde produkuje množství vazkého hlenu, který ochraňuje stěnu tlustého střeva před poškozením a pomáhá tvořit formovanou stolici. Stejně jako v celém trávicím systému se pohyby tlustého střeva dělí na místní – mísící a celkové – peristaltické. Regulace pohybů je reflexní (např. duodenokolický, nebo gastrokolický reflex – po rozepnutí duodena nebo žaludku se reflexně zvýší peristaltika kolon), ale je také řízena parasympatikem (zrychluje motilitu).
Tlusté střevo je osídleno populací různých bakterií, které jsou schopné štěpit poměrně velkou část rostlinné vlákniny. Činností bakterií vznikají vitamíny, především K, ale také thiamin (B1) a riboflavin (B2). Kromě toho zde vznikají také střevní plyny složené z CO2, vodíku, sirovodíku a metanu.
Trávenina se prostupem tlustým střevem postupně zahušťuje resorpcí vody a iontů, formuje se ve stolici a prochází do rekta. Tlak 2,5 až 5,5 kPa vyvolá pocit nucení na stolici a po zvýšení tlaku na 5,5 až 6,5 kPa (asi 50 torrů) vzniká defekační reflex. Samovolnému odchodu stolice brání dva svěrače (sfinktery): vnitřní svěrač (z hladké svaloviny, vůlí neovlivnitelný) a zevní svěrač (z příčně pruhované svaloviny, vůlí ovlivnitelný). Při defekačním reflexu svěrače ochabují a zvětšuje se břišní lis (zapojují se břišní svaly a bránice), kontrakce se účastní i hrudní svaly při inspiriu a zavřené hlasivkové štěrbině. Denně se vyloučí 100 – 300 g stolice v závislosti na charakteru stravy. Jednou z nečastějších civilizačních chorob je zácpa a právě kontrolou složení přijímané potravy se dá tomuto nepříjemnému onemocnění vyhnout.