Водний баланс організму тісно пов'язаний з обміном електролітів. Сумарна концентрація мінеральних та інших іонів створює величину осмотичного тиску водних просторів організму. Концентрація окремих мінеральних іонів в рідинах внутрішнього середовища визначає функціональний стан збудливих і невозбудимой тканин, а також стан проникності біологічних мембран, - тому прийнято говорити про водно-електролітному (або сольовому) обміні. Оскільки синтез мінеральних іонів в організмі не здійснюється, вони повинні надходити в організм з їжею і питвом. Для підтримки електролітного балансу і, відповідно, життєдіяльності організм на добу повинен отримувати приблизно 130 ммоль натрію і хлору, 75 ммоль калію, 26 ммоль фосфору, 20 ммоль кальцію та інших елементів.
Основним катіоном позаклітинного водного простору є натрій, А аніоном - хлор. Під внутрішньоклітинному просторі основний катіон - калій, а аніонами є фосфат і білки.
Для забезпечення фізіологічних процесів важлива не стільки загальна концентрація кожного електроліту у водних просторах, скільки їх активність або ефективна концентрація вільних іонів, оскільки частина іонів знаходиться у зв'язаному стані (Са2 + і Mg2 + з протеїнами, Na + в осередках клітинних органел і і т. п.). Роль електролітів в життєдіяльності організму різноманітна і неоднозначна.
Натрій підтримує осмотичний тиску позаклітинної рідини, причому його дефіцит не може бути заповнений іншими катіонами. Зміна рівня натрію в рідинах організму неминуче тягне за собою зсув осмотичного тиску і в результаті - обсягу рідин. Зменшення концентрації натрію в позаклітинній рідини сприяє переміщенню води в клітини, а збільшення вмісту натрію - Сприяє виходу води з клітин. Кількість натрію в клітинній мікросередовищі визначає величину мембранного потенціалу і, відповідно, - збудливість клітин.
Основна кількість калію (98%) знаходиться всередині клітин у вигляді нетривких сполук з білками, вуглеводами і фосфором. Частина калію міститься в клітинах в іонізованому вигляді і забезпечує їх мембранний потенціал. Під позаклітинному середовищі невелика кількість калію знаходиться переважно в іонізованому вигляді. Зазвичай вихід калію з клітин залежить від збільшення їх біологічної активності, розпаду білка і глікогену, нестачі кисню. Концентрація калію збільшується при ацидозі і знижується при алкалозі. Рівень калію в клітинах і позаклітинному середовищі відіграє найважливішу роль в діяльності серцево-судинної, м'язової і нервової систем, в секреторної і моторної функції травного тракту, екскреторної функції нирок.