尽管饮食、代谢和环境常有很大变化，体液容量和电解质浓度却只有小幅波动，始终保持在狭小的正常范围内。体液平衡的保持主要依靠肾脏。
男性体重中约 60% 和女性体重中约 50% 由水组成（肥胖人群中约 50% 至体重指数正常或以下人群中约 70%）。在出生时和幼儿期，体重中水分所占比例较高（为 70%）。差不多2/3的人体水分（TBW）位于细胞内间隙（细胞内液或ICF）；余1/3在细胞外间隙（细胞外液或ECF）。正常情况下，约25%的ECF在血管内；其余75%为细胞间液（见图平均体重为70kg的人体内的液体分布）。
平均体重为70kg的男性的体液分布
体内水分总量=70kg×0.60 = 42L (280 mOsm/kg [280 mmol/kg])。 |
身体各个部位的液体的电解质成分各有不同。 细胞内主要的阳离子是钾离子。 细胞外主要的阳离子是钠离子。细胞内和细胞外的浓度如下：
细胞内钾离子的平均浓度为140mEq/L (140 mmol/L)。
细胞外钾离子浓度为3.5～5mEq/L (3.5-5 mmol/L)。
细胞内钠离子浓度为12mEq/L (12 mmol/L)。
细胞外钠离子平均浓度为140mEq/L (140 mmol/L)。
渗透压
在水中，各种溶质的综合浓度称为克分子渗透压（osmolarity）；在体液中它与重量克分子渗透压浓度相似。水分可透过细胞膜从溶质浓度低的区域向溶质浓度高的区域自由移动。因此，各种体液室之间的渗透压趋于平衡，这主要是由于水的运动，而不是溶质的运动。然而，有些溶质，如 尿素，也能自由扩散穿过细胞膜，因此对水的转移几乎没有影响（渗透活性很小或没有）。其他溶质，包括几种电解质，主要局限于一个液体隔室，并具有最大的渗透活性。例如，钠被限制在细胞外，而钾则被限制在细胞内。体液渗透压浓度的正常值为275～290mOsm/kg (275 和 290 mmol/kg) ，可在实验室中直接测定，也可根据公式估算。
估计血浆渗透压以常规单位（mOsm/kg）计算
其中血清钠 以mEq/L表示，葡萄糖和血尿素氮（BUN）以mg/dL表示。
估计的血浆渗透压可以用 SI 单位来计算。
该等式中的所有值均以 mmol/L 表示。
钠是决定血浆渗透压的主要因素。计算出的渗透压的明显变化可能是由于钠的测量错误造成的，这可能发生在患有严重血脂异常或高蛋白血症的患者中，因为脂质或蛋白质占据了用于分析的血清体积中的空间；血清中钠的浓度本身不受影响。新方法用直接离子选择性电极测定血浆电解质，可克服上述问题。
当测量的渗透压超过估计的渗透压 ≥ 10 毫摩尔/千克（≥ 10 毫摩尔/千克）。它是由血浆中存在的未测量的渗透活性物质引起的。最常见的是醇类（乙醇、甲醇、异丙醇、乙二醇）、甘露醇和甘氨酸。
张力是液体的有效渗透压。两个隔室中液体的张力差异会在它们之间产生渗透力，从而促使水从张力较低的隔室移动到张力较高的隔室。在体内平衡状态下，液体的渗透活性在身体各主要部位之间保持平衡，因此它们之间发生的液体净运动相对较少。渗透力可以将水移入或移出相同的隔间。例如，血浆蛋白具有小的渗透作用，它与血清钠一起倾向于将水吸入血浆;这种渗透作用通常被血管中流体静力所抵消，后者促使水分离开血浆。
水摄入与排泄
饮水受渴感调节。口渴是由下丘脑前外侧的受体引发的，这些受体对血浆渗透压的增加或血管内容量的减少作出反应。
肾脏排泄水分主要受以下因素调节 加压素 （精氨酸加压素 或抗利尿激素[ADH]）。血管加压素由神经垂体释放，可增加远侧肾单位对水的重吸收。促进ADH释放的因素有：
血浆渗透压增高
血容量减少
降低血压
应激
由于口渴引起的水摄入量增加会导致血浆渗透压降低，从而维持体内平衡。低血浆渗透压反过来会减少口渴并抑制 加压素 分泌，使肾脏再次产生稀释尿液。
健康成人每日平均摄入水分约2.5L；在健康成人中用于补充经尿和其他途径损失所需的水分约为每天1～1.5L。但是，一个肾功能正常的普通年轻人可在短期内每日仅摄入200mL水而仍能排出细胞代谢所产生的含氮废物和其他废物。失去肾脏浓缩能力的人需要更多。肾脏浓缩功能减退者见于下列人群：
老年人
患有精氨酸加压素抵抗 或者 精氨酸加压素缺乏症，多种形式的慢性肾病（CKD），高钙血症、严重限盐、慢性过度补水， 或者 高钾血症
嗜酒、服用苯妥英、锂剂、去甲金霉素、或两性霉素B
渗透性利尿者（如：高蛋白饮食或高血糖引起）
在其他无法避免的水分丧失中最不受注意的是经由肺和皮肤的丢失，平均约为每小时每千克体重0.4～0.5mL，或一个70kg成人每天约650～850mL；发烧的患者由于代谢率增加会流失更多的水分。除非有较重的呕吐和腹泻或二者兼有，经胃肠道的水分损失通常可忽略不计。在酷热的环境中，大量水分可经汗丢失。
年轻成人健康肾脏的稀释能力允许每日最大液体摄入量高达25升；摄入更多会迅速降低血浆渗透压。
当水分摄入（以及细胞呼吸产生的少量水分）不足以补充水分流失（排泄和不显性流失）时，就会发生脱水（见 血容量不足）。
罕见的是，当一个人由于下丘脑功能障碍而无法感知口渴时， 血管加压素 释放可能 受损 ，由影响垂体后叶的肿瘤或浸润性疾病，或脑部创伤引起。大多数患者一般找不到特殊的原因。（另请参阅 精氨酸加压素缺乏症。)
