유산균을 장기간 복용하면 설사증을 예방하고 치료할 수 있다는 사실이 임상실험을 통해 입증되고 있다. 특히 유산균은 소아설사,여행자 설사,항생제 관련 설사 등에 효과가 있는 것으로 나타나고 있다. 최근 미국의 병원에서 실시한 연구 결과 유산균을 보충한 분유가 유아설사증을 예방하는데 효과가 있는 것으로 드러났다. 유아 55명을 두 그룹으로 나눠 한쪽은 유산균이 포함된 분유를 먹이고 다른 쪽은 보통분유를 먹인 결과 먹이지 않은 그룹은 38.5%가 설사증세를 보인 반면 먹인 그룹은 10.3%만이 같은 증세를 나타냈다. 또 유럽에서는 바이러스로 설사 증세를 보이는 유아 2백87명을 대상으로 실험한 결과 유산균을 먹이지 않은 그룹은 평균 증상이 71.9시간,먹인 그룹은 58.3시간 설사가 지속되는 것으로 나타났다. 해외 여행할때 오염된 식품이나 물을 섭취,미생물에 감염되어 설사 및 복통 증세를 일으키는 여행자 설사증에도 유산균이 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 여행자들이 설사증에 걸렸을 경우 유산균을 미리 복용하면 항생제의 사용을 줄일 수 있다. 유산균은 항생제를 복용할 때 발생하는 설사를 개선시키는 효과도 있다. 항생제를 복용하게 되면 위막성 대장염을 일으키는 클로스트리듐 디피실리균이 과잉 증식하게 되는데 유산균은 이 균의 발생을 막아주는 기능을 하게 된다. 유산균은 장내세균들의 균형을 증진시키고 장내에서 제한된 영양원을 두고 병원균과 경쟁하기 때문에 설사를 예방한다는게 의학계의 정설이다. 병원균의 활동을 저해하는 젖산,휘발성 지방산의 생산도 그 이유의 하나로 꼽힌다. IgA같은 면역항체 분비를 촉진시키는 것도 설사 유발 병원균 예방에 중요한 역할을 하고 있다.