Шиншиллы — типичные травоядные. Об этом свидетельствует строение их пищеварительной системы и зубов.
Они имеют 4 резца, 4 предкоренных и 12 коренных зубов, что способствует хорошему перетиранию растительной пищи. Дальнейшая переработка пищи происходит в относительно длинном пищеварительном тракте (в 12 раз длиннее туловища).
Главное пищеварение происходит не в желудке (емкостью около 50 куб. см и простого строения), а в кишечнике, причем основную роль играет, хорошо функционирующая прямая кишка. В отличие от слепой кишки других млекопитающих, она лучше приспособлена для использования бедных питательными веществами растительных кормов, состоит из многих выпуклостей. Её емкость у взрослых особей — около 70 куб. см, длина — 38 см (27,8-42,9 см), диаметр — 2,4 см (1,7-2,8 см). В слепой кишке пища переваривается благодаря богатой бактериальной микрофлоре. Впитывание воды и составных частей пищи происходит в толстом кишечнике. Здесь же происходит, также с участием микрофлоры, отделение жидкостей от твердых масс.
Толстый кишечник у шиншилл очень длинный, в 2,5 раза длиннее тонкого. Его внутреннее строение способствует ресорбции воды, что обусловливает физиологическую адаптацию организма к жизни в условиях хронического недостатка воды (высоко в горах).
В естественной природной среде шиншиллы питаются в основном высокогорными растениями, поэтому в процессе эволюции научились извлекать максимум из этой скудной пищи. Современные исследования позволили с высокой точностью определить степень усвоения шиншиллой различных составляющих кормов. Белок сена усваивается на 60%, зерна овса — на 65-67%, сочных кормов — на 65-70%, полнорационных сыпучих — около 70%, гранулированных кормов — на 75-77%. Усвоение жиров — около 85%, углеводов — 80%. Клетчатка, несмотря на то, что усваивается всего на 35-50%, должна присутствовать в кормах в большом количестве (12-16%), способствуя улучшению процессов пищеварения и вследствие этого положительно влияя на продуктивность (плодовитость) зверьков. На практике применяют усредненные показатели усвояемости: для белков — 75%, жиров — 80%, углеводов (с клетчаткой) —70%.
Шиншилла производит кал двух видов: первый, богатый азотом, съедается ею вновь; второй, бедный азотом, необходимо устранять. Явление копрофагии, т. е. поедания собственных экскрементов, является у этих зверьков естественным и очень важным физиологическим процессом. Шиншиллы съедают до 50% своего ночного мягкого кала, по составу близкого к содержимому слепой кишки. Благодаря копрофагии, а особенно вторичному попаданию кала в желудок, у шиншилл значительно улучшается деятельность кишечника, и усвоение пищи, особенно белков микробиологического происхождения и витаминов.