Gli organismi devono mantenere i fluidi corporei a temperatura costante e il pH pur mantenendo concentrazioni fosso specifiche al fine di sostenere le funzioni di vita. L'osmoregolazione è il processo che bilancia i livelli soluti e dell'acqua.

L'osmosi è la tendenza dell'acqua a passare da soluzioni con concentrazioni di ioni più basse, o osmolarità, a quelle con concentrazioni di ioni più elevate. L'osmosi si verifica in risposta alle differenze nelle concentrazioni molecolari di soluzioni separate da una membrana semipermeabile.

I fluidi corporei, separati da tali membrane, contengono acqua, non elettroliti ed elettroliti, soluti che si dissolvono in ioni nell'acqua. Sia gli elettroliti che i non elettroliti influenzano l'equilibrio osmotico. Tuttavia, poiché il fattore più importante per l'osmosi è il numero dei soluti, piuttosto che la dimensione, il contributo degli elettroliti è più significativo.

A differenza dell'acqua, gli elettroliti non possono diffondersi passivamente attraverso le membrane, ma si basano sulla diffusione facilitata e sul trasporto attivo. Nella diffusione facilitata, i canali a base proteica muovono i soluti attraverso le membrane. Al contrario, l'energia viene utilizzata per spostare gli ioni rispetto ai gradienti di concentrazione nel trasporto attivo.

Quando gli animali ingeriscono cibo, il materiale che non può essere utilizzato viene espulso dal corpo. I sistemi escretori in natura comportano compromessi tra la conservazione dell'energia e dell'acqua.

L'azoto è tra i tipi più significativi di rifiuti nel corpo. L'azoto in eccesso forma ammoniaca, che è tossica e deve essere scartata. Alcuni animali espellere direttamente ammoniaca; altri prima lo convertono in urea o acido urico, che sono meno tossici. La conversione dell'ammoniaca richiede più energia dell'escrezione diretta, tuttavia conserva più acqua.

Gli epiteli di trasporto spesso mediano l'osmoregolazione e l'escrezione. Queste cellule specializzate si muovono soluti e si trovano in organi escretori in tutto il regno animale: dai tubuli malpighiani ( o di Malpighi) degli insetti alle branchie dei pesci ai reni dei vertebrati.

Tipicamente organizzati in reti a forma di tubo con grandi aree di superficie, gli epiteliani di trasporto spesso aiutano sia con l'equilibrio dell'acqua che con la rimozione dei rifiuti. Ad esempio, alcuni uccelli marini hanno ghiandole nasali che rimuovono il sale dal sangue e lo espellere dalle narici, consentendo loro di consumare acqua di mare.