Organizmalar, yaşam fonksiyonlarını desteklemek için belirli çözünen madde konsantrasyonlarını korurken vücut sıvılarını sabit bir sıcaklıkta ve pH'ta tutmalıdır. Osmoregülasyon, çözünen madde ve su seviyelerini dengeleyen süreçtir.
Osmoz, suyun daha düşük iyon konsantrasyonlu veya ozmolariteli solüsyonlardan daha yüksek iyon konsantrasyonlu solüsyonlara geçme eğilimidir. Ozmoz, yarı geçirgen bir zarla ayrılan çözeltilerin moleküler konsantrasyonlarındaki farklılıklara yanıt olarak oluşur.
Bu tür zarlarla ayrılan vücut sıvıları, su, elektrolit olmayanlar ve elektrolitler — suda iyonlara çözünen çözücüler— içerir. Hem elektrolitler hem de elektrolit olmayanlar ozmotik dengeyi etkiler. Ancak, ozmoz için en önemli faktör boyuttan çok çözünen madde sayısı olduğu için elektrolitlerin katkısı daha önemlidir.
Sudan farklı olarak, elektrolitler membranlardan pasif olarak dağılamazlar, ancak kolaylaştırılmış difüzyona ve aktif taşınmaya dayanırlar. Kolaylaştırılmış difüzyonda protein bazlı kanallar, çözünen maddeleri membranlar arasında hareket ettirir. Tersine, aktif taşıma sırasında iyonları konsantrasyon gradyanlarına karşı hareket ettirmek için enerji kullanılır.
Hayvanlar yiyecek yediklerinde, kullanılamayan maddeler vücuttan dışarı atılır. Doğadaki boşaltım sistemleri, enerji ve su tasarrufu arasındaki değiş tokuşları içerir.
Azot, vücuttaki en önemli atık türleri arasındadır. Fazla nitrojen, toksik olan ve atılması gereken amonyağı oluşturur. Bazı hayvanlar doğrudan amonyak salgılar; diğerleri önce onu daha az toksik olan üre veya ürik aside dönüştürür. Amonyak dönüşümü, doğrudan atılımdan daha fazla enerji gerektirir, ancak daha fazla su tasarrufu sağlar.
Nakil epitelisi genellikle osmoregülasyon ve atılımda aracılık eder. Bu özel hücreler çözünen maddeleri hareket ettirir ve hayvanlar alemindeki boşaltım organlarında bulunur: böcek Malpighi tübüllerinden balık solungaçlarına ve omurgalı böbreklerine kadar.
Tipik olarak geniş yüzey alanlarına sahip tüp şeklindeki ağlarda organize olan taşıma epitelleri genellikle hem su dengesine hem de atıkların uzaklaştırılmasına yardımcı olur. Örneğin, bazı deniz kuşları, kandaki tuzu alıp burun deliklerinden dışarı atarak deniz suyunu tüketmelerini sağlayan burun bezlerine sahiptir.
