Die Funktionen der Nieren sind es, zu filtern, zu absorbieren, abzusondern und auszuscheiden. Jeden Tag filtern die Nieren fast 180 Liter Blut. Am Anfang entziehen sie Wasser und gelöste Stoffe, geben aber schließlich fast alle Filtrate mit Hilfe von Hormonen, die die Osmose regulieren, wieder in den Kreislauf zurück. Dieser Prozess entfernt Abfallstoffe und Giftstoffe, ist aber auch für die Aufrechterhaltung des Wasser- und Elektrolytspiegels wichtig. Die meisten dieser Funktionen werden von den winzigen, aber zahlreichen Nephronen in den Nieren geleistet.
Blut tritt durch einen Glomerulus von Kapillaren in das Nierenkörperchen des Nephrons ein. Die Kapillaren sind von einer Struktur namens „Bowmansche-Kapsel“ umgeben, die Wasser und die meisten gelösten Stoffe aus dem Blut absorbiert. Der Blutdruck aus den Kapillaren drückt diese in die Kapseln. Wenn der Blutdruck zu hoch ist, wie es bei Bluthochdruck der Fall ist, können die Kapillaren geschwächt und verhärtet werden, wodurch die Fähigkeit der Niere, das Blut zu filtern, vermindert wird.
Das Filtrat aus den Nierenkörperchen entleert sich in die proximalen, verwundenen Tubuli und die absteigenden Teile der Henleschen Schleife. Hier werden fast 70% der gelösten Stoffe, Salz, Glucose, Aminosäuren und Bicarbonate in die umgebenden Kapillaren absorbiert. Die an der Osmoregulation beteiligten im Blut zirkulierenden Hormone induzieren die Aufnahme von Natrium oder Kalzium. Falls erforderlich, induzieren sie die Aufnahme von mehr Wasser, um den Blutdruck zu erhöhen oder zu senken und den Elektrolythaushalt zu regulieren.
Sekrete aus den Gefäßen entfernen verbliebene Abfallprodukte aus dem Blut in die distalen, verwundenen Tubuli der Nephrone. Stickstoffhaltige Abfallstoffe wie Kreatinin und Harnstoff werden ebenso wie Kalium- und Ammonium-Ionen ausgeschieden. Zur Anpassung des pH-Wertes des Blutes können auch Wasserstoff-und Bicarbonat-Ionen von den distalen Tubuli entfernt werden. Von hier aus wird das restliche Filtrat, oder der Urin, im Nierenbecken gesammelt und über den Harnleiter aus den Nieren ausgeschieden.
Bei überwinternden Tieren, wie Bären und Erdhörnchen, wird die Urinproduktion reduziert oder ganz eingestellt, um Wasser zu sparen. In dieser Zeit nehmen die Tiere nämlich keine Nahrung oder Wasser auf. In dem hypothermischen Zustand verengen sich die Nierengefäße und verhindern den Blutfluss in den Glomerulus. Dadurch wird die Nierenfunktion angehalten, bis die Tiere aus dem Winterschlaf wieder erwachen.
