腎臓の機能は、ろ過、再吸収、分泌、排泄です。腎臓は1日に約180リットルの血液をろ過し、最初は水分や溶質を除去しますが、最終的には浸透圧調節ホルモンの助けを借りて、ほぼすべてのろ過液を循環させます。このプロセスは、老廃物や毒素を除去するだけでなく、水分や電解質のレベルを維持するためにも重要です。これらの機能のほとんどは、腎臓の中にある小さいながらも数多くのネフロンによって行われています。

血液は、毛細血管が集まった糸球体を通ってネフロンの腎冠部に入ります。血液は、毛細血管の糸球体を通ってネフロンの腎冠部に入ります。毛細血管は、血液中の水分とほとんどの溶質を吸収するボーマン嚢と呼ばれる構造物に囲まれています。毛細血管からの血圧がこれらをボーマン嚢に押し込みます。高血圧症のように血圧が高すぎると、毛細血管が弱くなったり硬くなったりして、腎臓で血液をろ過する能力が低下します。

ボーマン嚢から出た濾液は、近位の複雑な尿細管とヘンレループの下行部分に流れ込みます。ここで70％近くの溶質（塩、ブドウ糖、アミノ酸、炭酸水素塩）が周囲の毛細血管に再吸収されます。血圧を上げたり下げたり、電解質を調整したりするために必要な場合は、浸透圧調節に関与する循環血液ホルモンが、ナトリウムやカルシウム、あるいはより多くの水の再吸収を誘導します

血管からの分泌物は、血液中に残っている老廃物をネフロンの遠位側の複雑な尿細管に排出します。クレアチニンや尿素などの窒素系の老廃物や、カリウムイオン、アンモニウムイオンなどが分泌されます。血液のpHを調整するために、水素イオンと炭酸水素イオンも遠位尿細管に取り出されます。ここから残った濾液（尿）は腎盂に集められ、尿管を通って腎臓から排泄されます。

熊やリスなどの冬眠動物では、食べ物や水を摂取しない期間に水分を節約するために、尿の分泌量を減らしたり、完全に止めたりします。低体温の状態では、腎血管が収縮して糸球体への血液の流入が妨げられます。これにより、冬眠から覚めるまで腎臓の機能が停止します。