粪便中主要有水分、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和无氮浸出物等成分，其中除水分外成分为干物质。粪便中的水分受畜禽种类、年龄、饲料等因素影响。在各种畜禽粪便中，牛粪含水量较多，约占83%；猪粪的含水量在80%左右；羊粪的含水量较少，约占68%。初生动物粪便的含水量较高，成年动物粪便的含水量较小；同种动物饲喂多汁饲料时粪便的含水量较大，疾病也可使动物粪便中的水分发生一定的变化。动物粪便中氮的来源有两方面，一是未消化的饲料蛋白，二是机体代谢氮，粪氮以有机氮为主，占粪便总氮量的80%以上，粪中有机氮主要以纯蛋白形式存在。粪氮形式在不同畜禽差异很大，猪粪中纯蛋白含量较高，占粪氮氮总量的60%以上；牛粪氮主要以氨态氮和尿素形式存在，纯蛋白含量较少；鸡粪氮以纯蛋白为主，其次是尿酸合氨态氮，尿素和其他含氮物很少；各种粪便中以鸡粪中氮含量最高，其次是猪粪，草食动物粪氮相对较低。
粪便中的微生物很多，存在于大肠中的微生物在粪中几乎都能找到。粪便排泄后，由于受到周围环境微生物的污染，其中的微生物种类和数量就更多，垫料粪中还包括各种垫料已有的微生物。粪中除含有正常微生物群外，还含有病原微生物，从各种畜禽粪中几乎都能检出沙门氏菌属、志贺氏菌属、埃希氏菌属及各种曲霉属的致病菌型。寄生于畜禽消化道和与消化道相连脏器中的寄生虫及虫卵等通常和粪便一同排出，部分呼吸道寄生虫也可出现在粪便中。
不仅如此，粪便中含有多种激素，粪便中的激素含量与动物的生长阶段、生理状态和激素类药物的使用情况有关，与饲料和垫料的成分也有一定关系。粪便中常含有多种抗生素，使用抗生素药物或添加剂的动物所排泄的粪便中，抗生素含量主要取决于抗生素药物或添加剂的使用量及机体的代谢状况。
城乡生活中排出的有机废弃物最主要的是人粪便。粪便的成分中3/4为水，1/4为固体；固体中30％为死细菌，10％～20％为脂肪，2％～3％为蛋白质，10％～20％为无机盐，30％为未消化的残存食物及消化液中的固体成分如脱落的上皮细胞。粪便的黄色是由胆红色的衍生物粪胆色素和尿胆色素形成的。气味则由细菌作用的产物所致，主要有吲哚、粪臭素、硫醇和硫氢化物。通常人每天约排粪0.5千克；排尿量约为1500毫升，含有肾脏由血浆中清除的各种物质，正常尿液成分为（克/升）：钠3、钾0.19、镁0.36、氯4.69、碳酸根0.84、磷酸根5、尿素18、肌酸酐1.96。这些表明粪便有相当的腐蚀性，尤其在酵解后会产生酸、氨等，这就决定了修建厕所宜用陶瓷而不宜用金属。通风和密闭，亦是对厕所的重要要求。厕所是社会特别是城市必不可少的公用设施，人们甚至用其作为衡量生活水平和文明程度的标准之一。厕所是排泄粪便用的，其设备应适应它们的化学成分，同时也具有民族和时代的特征。厕所也是人类进化的产物。猫狗之类的动物甚至猪、牛，出生后很快就会养成集中排泄粪便的习惯，可是作为万物之灵的人类，这方面却表现不佳。婴儿必须垫尿布，而且要悉心训练才会使用便盆，这是为什么呢？这是因为粪便是动物之间的一种联络信号，也是肉食动物捕食的线索。为了生存，地面动物就不能随意排泄，并且作为遗传习性编入各自的“行为规范”，养成了排粪积堆的好习惯。可是对于鸟类、猿猴来说，粪便落在地上，用不着担心由此招致天敌的袭击，因此到今天，猴子也不会使用厕所。人类的祖先最初仍保留了攀树栖生的随意排泄粪便的坏习惯，直到今天婴儿还必须接受相当的训练。人类在进化过程中学习了地面动物排粪成堆以免遭食肉野兽攻击的行为习惯，并将其器具化。再发展到今天人类的高度文明，于是越来越高级的厕所就遍布全球了。
粪便利用的潜力不可小看，主要用做肥料，农家肥对于土壤质地改良意义重大。曾有段时期在日本流行一种近代主义观点，认为只有化肥好，轻视或贬低人畜粪便的作用，受到了科学界的批判。粪便作为有机原料，还是一个尚待开发的领域。粪便中的蛋白质水解所得的氨基酸不下20种；至于其中的无机盐，仔细检测起来可能包含了地球上的所有元素；尿素、肌酸酐可以直接提取成化工或生化原料；从尿中提取干扰素、生长素，有很大经济价值。虽然，利用这些废渣通常没有必要去深入弄清每种成分，但随着对它们利用层次的提高，加工精度的改善，它们的更有用的成分的研究，将会受到重视。例如在未来的大规模星际载人航行中，对人体排泄物的利用，要求全面分析其成分，这必然是一个有重要意义的课题。
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