人類腸道微生物菌群由1×1014個細菌組成，1000～1500種，10倍于人體細胞總量，150倍于人體基因總量。正常的腸道菌群在維持人體健康和營養方面充當了重要角色，具有抗感染、促進營養物質消化和吸收、獲取能量、誘導宿主免疫反應、調節及維持腸道屏障功能的作用。隨著對腸道菌群研究的深入，根據微生態學原理制備成的微生態制劑受到廣泛關注，包括益生菌（probiotics）制劑，指有益于宿主健康和（或）生理功能的含有足夠數量的非致病性的特定活菌制劑，通過改善宿主腸道等黏膜表面的微生物菌群保持微生態平衡；益生元（prebiotics）制劑，指能夠選擇性地刺激腸內一種或幾種有益菌生長繁殖，而且不被宿主消化的物質制劑；合生元(synbiotics)制劑，指益生菌和益生元制成的復合制劑；后生元(postbiotics)制劑則是指益生菌的菌體成分和代謝產物。

人們對益生元的認識還不到40年。20世紀80年代日本學者發現低聚果糖等食用后可以不被小腸消化吸收而完整地進入大腸，進而大腸中的雙歧桿菌呈現優勢增長，而卵磷脂酶陰性的梭菌等有害細菌明顯減少，腸道腐敗產物降低，有機酸增加。1995年英國的Gibson和Roberfroid提出了益生元的概念，2010年國際益生菌與益生元協會認可并公布。益生元種類很多，如低聚糖、多糖、植物中草藥提取物、蛋白質水解物、多元醇等，目前已商品化的主要是一些具有雙歧因子功能的低聚糖：低聚異麥芽糖(IMO)、低聚果糖(FOS)、低聚半乳糖(GOS)、低聚木糖(XOS)、低聚乳果糖(LACT)、大豆低聚糖(SOS)以及菊粉等。益生元功效使其應用主要是三個方面：在嬰幼兒配方乳中添加；在各種食物中添加；直接作為保健品。

母乳中含有大量多種低聚糖即人乳低聚糖(human milk oligosaccharides，HMO)，其不能在小腸消化吸收，具有益生元樣的作用。關于益生元對嬰幼兒健康的影響，有一部分研究就來自于HMO。益生元除了有調節腸道菌群、促進腸道功能、預防感染的作用外，尚可調節免疫功能、增加礦物質吸收、促進骨骼健康、降低肥胖程度(維持體重)以及預防2型糖尿病、降低濕疹和罹患結腸癌的風險等，對腸易激綜合征(IBS)、炎癥性腸病(IBD)可能也有輔助治療作用。