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早在1953年英国流行病学专家菲普斯利就提出“膳食纤维”这一概念；1960年英国营养病学专家楚维尔等在东非乌干达等地研究发现，现代文明病如心脑血管病、便秘、糖尿病和癌症等在英国和非洲有显著差别，非洲居民因天然膳食纤维摄取高，现代文明病发病率明显低于英国。随后，膳食纤维逐渐引起人们的重视，和蛋白质、脂肪、糖类、维生素、矿物质、水，共同被世界卫生组织列为人体必需的“七大营养素”。
1.膳食纤维可改善营养不良
2015年Gordon和Leulier F等学者在《Science》和《Cell》杂志发表的三项研究表明，肠道微生物组对人体的影响非常巨大，在食物匮乏的情况下，肠道菌群的组成可以决定个体是健康生长还是发育不良。首先Gordon等发表在Science杂志上的研究为人们展示了在马拉维幼儿中肠道菌群影响机体生长的证据。研究人员建立了本身不具备微生物组的无菌小鼠，把营养不良幼儿的不成熟微生物组和健康幼儿的成熟微生物组分别移植给这些小鼠，并用马拉维幼儿典型食物进行饲养；研究显示移植了不成熟微生物组的小鼠生长情况较差，微生物组成熟的小鼠在饮食相同的情况下会长出更多的肌肉和更致密的骨骼。
随后Gordon等在Cell杂志上发表的文章指出，母乳可以帮助幼儿建立合适的肠道菌群，让幼儿处于正确的生长轨道上，健康母亲一般分泌经过修饰的糖分子，即唾液酸化的人乳低聚糖；幼儿并不利用这些营养物质，从中获益的其实是肠道菌群。研究显示严重营养不良的母亲只能生产较少的微生物的“食粮”。研究人员将这些低聚多糖纯化出来，再添加到小鼠的饮食中，结果移植了不成熟微生物组的小鼠，长出了更多的肌肉和更大的骨骼，小鼠大脑和肝脏的代谢也出现了很大改变。从而推断肠道细菌可能通过处理这些低聚多糖（膳食纤维），生产了帮助机体生长的物质。
法国学者Leulier F也在Science论文中描述了类似的发现，相同饮食的无菌小鼠，与肠道菌群正常的小鼠相比，则只能长出较少的肌肉和骨骼。在健康动物中，生长激素主要是通过刺激IGF-1增加，进而促进组织生长。无菌小鼠组的生长激素和肠道菌群正常的小鼠差不多，但血液、肝脏和肌肉里的IGF-1活性比较低。如果给这些无菌小鼠注射IGF-1或者补充一些特殊的肠道乳酸菌，其生长都能赶上肠道菌群正常小鼠的生长进度。这揭示肠道菌群通过改变小鼠的激素水平，影响人体生长发育。
著名学者弗吉尼亚大学Petri W认为这三项研究是全球健康尤其是营养学的一个分水岭，为人们带来了影响深远的启示，即补充膳食纤维，可操纵肠道菌群，有望调整儿童的营养状态。目前全世界每年因营养不良导致了300多万儿童死亡，造成了发育迟缓、免疫及认知发育缺陷；如通过补充膳食纤维类的非淀粉多糖，可以帮助机体建立合适的肠道菌群，并改善其发育状况。其重要意义在于，这将改变贫困地区援助的传统模式，从“送粮食”，转变为“送膳食纤维”，后者更有效。故Petri指出，安全而且有效的“肠道细菌食粮-膳食纤维”，将起到令人惊叹的效果。
2.膳食纤维可改善嬰儿免疫
婴儿在出生时胃肠道也处于无菌状态，但随后细菌定植迅速发生；新生儿的胎龄、分娩模式和饮食似乎都对该过程具有显著的影响。对于通过剖宫产分娩出生、早产和/或在围产期或产后接触过抗生素的新生儿，肠道共生益生菌的定植有所延迟。故剖腹产婴儿出生后会出现免疫紊乱现象，日后会一些疾病或健康问题，如哮喘、食物过敏、花粉过敏及肥胖症等。近来的研究发现，这些剖腹产婴儿的肠道菌群分布，类似于母亲皮肤的定植菌；纽约大学医学院的DominguezBello M用沾满母亲阴道微生物的纱布，涂到剖腹产婴儿的口腔和皮肤表面，即给宝宝生出生后迅速洗一个母亲阴道分泌物的细菌澡，这些剖腹产婴儿的肠道菌群分布，则与母亲阴道的定植菌相似，日后发生免疫紊乱的现象可能会减少。即重新恢复剖腹产婴儿的肠道菌群，可降低日后免疫紊乱的风险。
随即的研究还发现，通过阴道分娩的婴儿，无论是母乳喂养还是配方奶粉喂养，出生48小时的细菌定植模式均类似；然而在出生后第7天，配方奶粉喂养的婴儿中，约有三分之二出现坏肠道细菌-脆弱类杆菌占优势的情况，而母乳喂养的婴儿中只有 22%。 故在发展中国家，婴儿满月之前时，母乳喂养的婴儿出现了以双歧杆菌属为主的菌群定植，而配方奶粉喂养的婴儿，则出现了类杆菌属与双歧杆菌属微生物的均等定植。但在物质丰富的发达国家，母乳喂养和配方奶粉喂养的婴儿之间，区别较不明显；这说明奶粉中添加膳食纤维类“有益细菌的食粮”，可快速恢复幼儿的有益肠道菌群，有可能避免长大后可能出现免疫异常等疾病。
3.膳食纤维能协助通便
所谓宿便指肠管内长期停滞淤积的陈旧大便。一般3-5日不解大便而停留于肠管内的粪块称为宿便。宿便的形成往往源于人们饮食过于精细，摄取的膳食纤维不足而造成。宿便长期堆积肠道内，反复发酵，毒素被肠道吸收，增加肝脏负担，诱发多种疾病产生，同时，由于宿便难以排出导致便秘，又是肛肠疾病、直肠癌、心血管病的重要诱因之一。有资料表明，10克（约一小勺）水溶性膳食纤维相当于2500g大白菜=2500g番茄=2500g芹菜=2500g葡萄=833g香蕉的提取物，这些物质为长链多聚糖不被消化，在肠道中大量吸收水分，使粪便保持柔软状态，减少毒素的吸收，对于便秘、滥用抗生素造成的腹泻有双向调节和改善作用。但使用中需注意，如果菌群被滋养得太好，或者被滋养的是“生气”细菌，就会导致胀气、排气过多和腹痛，此时减量食用，或食用一段时间菌群再平衡后，这些现象会消失。实际上，发酵产气是一个将膳食纤维素分解成有益最终产品的过程，这些可发酵膳食纤维的分子结构和聚合度对其疗效影响很大，酵解后的产物可通过刺激细菌生长、促进消化和调节免疫功能改善肠道健康。
4.补充日常膳食纤维摄入不足
所谓膳食纤维鸿沟就是指现代饮食方式中，人们很难按照推荐标准吃到足够量的膳食纤维，以致于让一些肠道微生物消失，进而引起各种慢性疾病。以美国为例，推荐每日摄入纤维量是，成年男性38g，女性25g，而实际平均摄入量只达到一半左右：男性18.7g，女性15.6g。而在中国，推荐膳食纤维摄入量为25-35g，实际摄入量有多个说法，不过都没有说超过15g的。
过去国人的膳食素以谷类食物为主，并辅以蔬菜果类，所以本无膳食纤维缺乏之虞，但随着生活水平的提高，食物精细化程度越来越高，动物性食物所占比例大为增加。一些大城市居民膳食脂肪的产热比例，已由几十年前的20%～25%增加至目前的40%～45%，而膳食纤维的摄入量却明显降低，所谓“生活越来越好，纤维越来越少”。由此导致一些所谓“现代文明病”，如肥胖症、糖尿病、高脂血症等，以及一些与膳食纤维过少有关的疾病，如肠癌、便秘、肠道息肉等发病率日渐增高。故国人应长期外源性补充膳食纤维，以填补膳食纤维鸿沟。
实际上膳食纤维适用于各种人群的使用。在婴儿奶粉中适量添加水溶性膳食纤维，可使其肠道微生物菌群更为接近母乳，有些研究还显示，在婴儿配方奶中添加膳食纤维可改善腹泻情况。青少年补充水溶性膳食纤维，促进胃肠道对微量元素的吸收和钙的吸收，对骨骼生长和健康尤为有益。老年人因其生理特点决定，更加适宜补充水溶性膳食纤维，每天补充量15-30克，对降低便秘、心血管疾病、糖尿病、高脂血症、癌症（直肠癌、结肠癌）等均有明确且肯定的补益作用。此外，必须强调的是水溶性膳食纤维，适宜长期食用。
近来在国家公众营养改善-微生态促进项目中，针对我国居民畜肉类和油脂类食物消费过多，而谷类食物摄入不足，食品加工过精过细，环境污染比较严重以及抗生素类药物使用过多过滥的情况，建议民众在日常饮食中添加膳食纤维，改善体内微生态环境，遏制慢性病过快发展态势。