人类肠道微生物菌群由1×1014个细菌组成，1000～1500种，10倍于人体细胞总量，150倍于人体基因总量。正常的肠道菌群在维持人体健康和营养方面充当了重要角色，具有抗感染、促进营养物质消化和吸收、获取能量、诱导宿主免疫反应、调节及维持肠道屏障功能的作用。随着对肠道菌群研究的深入，根据微生态学原理制备成的微生态制剂受到广泛关注，包括益生菌（probiotics）制剂，指有益于宿主健康和（或）生理功能的含有足够数量的非致病性的特定活菌制剂，通过改善宿主肠道等黏膜表面的微生物菌群保持微生态平衡；益生元（prebiotics）制剂，指能够选择性地刺激肠内一种或几种有益菌生长繁殖，而且不被宿主消化的物质制剂；合生元(synbiotics)制剂，指益生菌和益生元制成的复合制剂；后生元(postbiotics)制剂则是指益生菌的菌体成分和代谢产物。

人们对益生元的认识还不到40年。20世纪80年代日本学者发现低聚果糖等食用后可以不被小肠消化吸收而完整地进入大肠，进而大肠中的双歧杆菌呈现优势增长，而卵磷脂酶阴性的梭菌等有害细菌明显减少，肠道腐败产物降低，有机酸增加。1995年英国的Gibson和Roberfroid提出了益生元的概念，2010年国际益生菌与益生元协会认可并公布。益生元种类很多，如低聚糖、多糖、植物中草药提取物、蛋白质水解物、多元醇等，目前已商品化的主要是一些具有双歧因子功能的低聚糖：低聚异麦芽糖(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。益生元功效使其应用主要是三个方面：在婴幼儿配方乳中添加；在各种食物中添加；直接作为保健品。

母乳中含有大量多种低聚糖即人乳低聚糖(human milk oligosaccharides，HMO)，其不能在小肠消化吸收，具有益生元样的作用。关于益生元对婴幼儿健康的影响，有一部分研究就来自于HMO。益生元除了有调节肠道菌群、促进肠道功能、预防感染的作用外，尚可调节免疫功能、增加矿物质吸收、促进骨骼健康、降低肥胖程度(维持体重)以及预防2型糖尿病、降低湿疹和罹患结肠癌的风险等，对肠易激综合征(IBS)、炎症性肠病(IBD)可能也有辅助治疗作用。