Толстая кишка снабжается кровью через артериальные ветви брюшной аорты. К ободочной кишке подходят верхняя и нижняя брыжеечные артерии, прямокишечные артерии (из нижней брыжеечной и внутренней подвздошной артерий). Отток венозной крови от ободочной кишки осуществляется по верхней и нижней брыжеечным венам. Отток венозной крови от прямой кишки происходит по нижней брыжеечной вене, нижней полой вене (через среднюю и нижнюю прямокишечные вены).
Лимфа от слепой кишки и червеобразного отростка собирается в подвздошно-ободочные, предслепокишечные, заслепокишечные лимфатические узлы. От восходящей ободочной кишки, поперечной и нисходящей ободочной кишки лимфа оттекает в брыжеечно-ободочные, околоободочные, правые, средние и левые ободочные узлы. От сигмовидной ободочной кишки лимфа собирается в нижние брыжеечные (сигмовидные) узлы. От прямой кишки лимфа оттекает во внутренние подвздошные (крестцовые), подаортальные и верхние прямокишечные лимфатические узлы.
Афферентная информация о структуре и функциях толстой кишки и управляющие сигналы к толстой кишке передаются из пищеварительного центра по вегетативным нервам. Ободочная кишка иннервируется ветвями блуждающих нервов и ветвями симпатических нервов верхнего и нижнего брыжеечных сплетений. Прямая кишка иннервируется парасимпатическими волокнами тазовых нервов и симпатическими волокнами нижних подчревных сплетений. Парасимпатические и симпатические волокна модулируют функцию энтерической нервной системы, которая является конечным звеном, непосредственно управляющим объектами управления системы пищеварения.