błona śluzowa żołądka wydziela 1,2-1,5 litra soku żołądkowego dziennie . Sok żołądkowy sprawia, że cząstki pokarmu są rozpuszczalne, inicjuje trawienie (zwłaszcza białek) i przekształca zawartość żołądka w półpłynną masę zwaną chymą, przygotowując ją do dalszego trawienia w jelicie cienkim. Sok żołądkowy jest zmienną mieszaniną wody, kwasu solnego, elektrolitów (sodu, potasu, wapnia, fosforanu, siarczanu i wodorowęglanu) i substancji organicznych (śluz, pepsyny i białko). Sok ten jest bardzo kwaśny ze względu na zawartość kwasu solnego i jest bogaty w enzymy. Jak wspomniano powyżej, ściany żołądka są chronione przed sokami trawiennymi przez błonę na powierzchni komórek nabłonkowych graniczących z światłem żołądka; błona ta jest bogata w lipoproteiny, które są odporne na atak kwasu. Sok żołądkowy niektórych ssaków (np. cieląt) zawiera enzym rennin, który gromadzi białka mleka, a tym samym usuwa je z roztworu i czyni je bardziej podatnymi na działanie enzymu proteolitycznego.

proces wydzielania soku żołądkowego można podzielić na trzy fazy (głowowy, żołądkowy i jelitowy), które zależą od podstawowych mechanizmów powodujących wydzielanie soku żołądkowego przez błonę śluzową żołądka. Fazy wydzielania żołądka nakładają się na siebie i istnieje współzależność i pewna współzależność między szlakami neuronowymi i humoralnymi.

Faza cefaliczna wydzielania żołądka zachodzi w odpowiedzi na bodźce odbierane przez zmysły—czyli smak, zapach, wzrok i dźwięk. Ta faza wydzielania żołądka jest całkowicie odruchowa i jest pośredniczona przez nerw błędny (dziesiąty czaszkowy). Sok żołądkowy jest wydzielany w odpowiedzi na pobudzenie pochwy, bezpośrednio przez impulsy elektryczne lub pośrednio przez bodźce odbierane przez zmysły. Iwan Pietrowicz Pawłow, rosyjski fizjolog, pierwotnie zademonstrował tę metodę wydzielania żołądka w słynnym eksperymencie z psami.

w fazie żołądkowej pośredniczy nerw błędny i uwalnianie gastryny. Kwasowość treści żołądkowej po posiłku jest buforowana przez białka, dzięki czemu utrzymuje się w przybliżeniu w pH3 (kwaśnym) przez około 90 minut. Kwas nadal jest wydzielany podczas fazy żołądkowej w odpowiedzi na wzdęcia i peptydy i aminokwasy, które są uwalniane z białka w miarę trawienia. Chemiczne działanie wolnych aminokwasów i peptydów pobudza uwalnianie gastryny z antrum do krążenia. Tak więc istnieją mechaniczne, chemiczne i hormonalne czynniki przyczyniające się do reakcji wydzielniczej żołądka na jedzenie. Ta faza trwa do momentu, gdy jedzenie opuści żołądek.

Faza jelitowa nie jest w pełni poznana, ze względu na złożony proces stymulacyjny i inhibitorowy. Aminokwasy i małe peptydy, które promują wydzielanie kwasu żołądkowego, są wlewane do krążenia, jednak jednocześnie chyme hamuje wydzielanie kwasu. Wydzielanie kwasu żołądkowego jest ważnym inhibitorem uwalniania gastryny. Jeśli pH zawartości antral spadnie poniżej 2,5, gastryna nie zostanie uwolniona. Niektóre hormony, które są uwalniane z jelita cienkiego przez produkty trawienia (zwłaszcza tłuszcz), w szczególności glukagon i wydzielina, również hamują wydzielanie kwasu.