大熊猫有独特的消化系统和饮食。首先，大熊猫属于熊科，所以它们可以像其他熊科物种一样消化肉类。大约240万年前，大熊猫变成了食草动物。它们的饮食完全转向竹子，但消化道结构保持不变，能消化肉类。所以理论上大熊猫是可以吃肉的，大熊猫自然保护区内的摄像头也捕捉到了野生大熊猫吃肉的影像。
动物园不允许熊猫吃肉的主要原因应该是目前野生熊猫99%以上的食物都是竹子做的。野生熊猫通常生活在离竹子不远的地方。它们喜欢吃竹子的根、芽和叶，尤其是芽。他们根据季节吃不同种类和部位的竹子。春夏两季主要喜欢吃竹笋，秋天喜欢吃竹叶，冬天喜欢吃树根。由于竹子的营养价值极低，大熊猫每天要吃23到40公斤的竹子才能满足能量需求。
2010年，密歇根大学生态和进化生物学系的一群科学家发现了熊猫从食肉动物变成素食者背后的原因。科学家利用基因组图谱的研究，将大熊猫的基因组与其他食肉动物的基因组进行了比较，发现大熊猫T1R1基因发生了突变，该基因编码的T1R1蛋白是一种鲜味受体。大熊猫T1R1的突变使其成为假基因，无法表达。导致大熊猫尝不到肉的鲜味，逐渐对肉失去兴趣。
虽然大熊猫对肉类不感兴趣，长期以竹子为主食，但从理论上讲，它们的消化道无法消化植物纤维，因为它们没有编码纤维素降解酶的基因。研究表明，大熊猫能吃竹子是因为它们的肠道菌群。大熊猫的肠道携带大量梭状芽孢杆菌。这些梭状芽孢杆菌。有酶将纤维素分解成单糖。这些细菌一直生活在熊猫的肠道里，帮助大熊猫消化竹纤维。因此，在梭菌的帮助下，熊猫可以像素食者一样生活，尽管它们拥有食肉动物的消化系统。
