ความท้าทายหลักที่นักวิจัยที่ศึกษาเกี่ยวกับจุลินทรีย์ในลำไส้คือขนาดที่แท้จริงและความซับซ้อนขององค์กรที่น่าทึ่ง แบคทีเรียหลายล้านล้านล้านชนิดซึ่งมีหลายพันชนิดอาศัยอยู่ในลำไส้ของมนุษย์มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันและสิ่งแวดล้อมในรูปแบบที่นับไม่ถ้วนและเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาหลักการหลายประการของการเปลี่ยนแปลงของแบคทีเรียในลำไส้

ควรช่วยให้นักวิจัยเข้าใจสิ่งที่ทำให้จุลินทรีย์ในลำไส้มีสุขภาพดีว่ามันอาจจะถูกรบกวนในโรคและอาหารที่ไม่แข็งแรงและยังแนะนำวิธีที่เราสามารถเปลี่ยนจุลินทรีย์เพื่อปรับปรุงสุขภาพ แม้ว่าเทคโนโลยีการหาลำดับดีเอ็นเอในปัจจุบันทำให้สามารถระบุและติดตามแบคทีเรียในลำไส้เมื่อเวลาผ่านไป กระบวนการทางชีวภาพที่ควบคุมการเปลี่ยนแปลงระยะสั้นและระยะยาวในจุลชีววิทยาของลำไส้ยังคงเข้าใจได้ไม่ดีนัก