一、短链脂肪酸促进肠道健康
短链脂肪酸主要通过改善肠道组织形态学及微生物区系这两方面来促进肠道健康。
从肠道形态学方面来看，丁酸盐主要是通过增加肠道绒毛宽度来增加肠道的吸收面积，促进消化吸收，通过增加基质的厚度来改善肠道的坚韧性。有研究表明，在鲤鱼及罗非鱼的饲料中添加丁酸可增加肠道基质厚度及绒毛宽度，增加绒毛的吸收面积。作为饲料添加剂的丁酸能够阻止或修复由氧化油引起的肠道绒毛损伤。饲料中添加丁酸能够显著增加35日龄兔子十二指肠绒毛的高度和腺长。
从肠道微生物区系方面看，短链脂肪酸能够改善肠道菌群，增加厌氧菌的产生。肠道中的短链脂肪酸能够通过抑制巨噬细胞的分化和成熟来抑制巨噬细胞的吞噬能力，且降低活性氧的产生，这将有助于肠道中厌氧菌的感染。丁酸具有维持肠道微生物区系平衡的功能。丁酸在动物体胃肠道中能够分解，并产生氢离子，从而降低胃肠道环境中的pH，由于沙门氏菌、大肠杆菌等胃肠道中的有害菌群在酸性环境中不易存活，而耐酸性的乳酸杆菌等有益菌则能够大量繁殖，进而维持肠道中微生物的平衡。
二、短链脂肪酸能够调节能量代谢。
丁酸和丁酸盐能够为肠道上皮提供能量，影响大量与肠道健康相关的分子功能，强化结肠防御，减少氧化压力。这主要是由于丁酸具有特定的体内运输系统，丁酸盐一旦被吸收，结肠迅速将95%的丁酸氧化，并产生能量。在白色脂肪组织中，短链脂肪酸能够激活GPR43（G蛋白耦联受体43），进而抑制组织中胰岛素的敏感性，进而促进脂肪作为其他组织的燃料被优先利用，降低白色脂肪组织中脂质沉积，从而起到调节脂质代谢的作用。但短链脂肪酸则可提高肝脏和肌肉中胰岛素的敏感性。
三、丁酸能够参与机体的免疫应答反应
丁酸主要是从特异性免疫应答及非特异性免疫应答这两方面来调节机体免疫。从特异性免疫应答方面看，短链脂肪酸能够影响T细胞的分化。丁酸增加LL-37这种抗菌肽的合成，从而对抗慢性炎症。丁酸也能够增加粘蛋白合成，并与抗菌肽AMPK（抗菌肽活化蛋白激酶）的装配有关。丁酸盐还可参与炎症调节方面的基因表达调控。丁酸盐可调节不同细胞类型的NF-κB（核转录因子），包括肿瘤细胞系，巨噬细胞，中性粒细胞和单核细胞。