Вода является самым распространенным веществом организма. На ее долю приходится 60% массы тела у мужчин и 52% у женщин. Все биохимические реакции протекают в водных растворах внутри клеток и во внеклеточном пространстве. Водонерастворимые органические вещества, например жиры, транспортируются в виде комплексов с водорастворимыми белками.
Неорганические и многие органические вещества присутствуют в растворах в виде ионов.
Концентрация ионов во внутри- и внеклеточных растворах (кровь, лимфа, желудочный сок, моча и др.) существенно различается. Через полупроницаемые клеточные мембраны, разделяющие различные водные пространства, движение молекул происходит не только по концентрационному градиенту, но и против него, например, перенос ионов калия внутрь клетки и ионов натрия наружу, путем сложного механизма трансмембранного переноса. Вода свободно перемещается через мембраны в сторону того пространства, где концентрация органических и неорганических веществ выше, выравнивая осмотическое давление.
Благодаря различной концентрации катионов и анионов внутри и вне клеток на их мембране создается определенный электрический заряд, имеющий большое значение для функции клеток, особенно нервных. Нарушение концентрации ионов, в первую очередь натрия, калия, кальция, хлоридов и бикарбонатов, может быть причиной существенных расстройств различных систем и органов, а в тяжелых случаях приводить к смерти.