Основная функция почек состоит в том, чтобы, фильтруя кровь, выводить из нее конечные продукты обмена, избыток натрия и воды, тем самым помогая организму освобождаться от них. Почки также участвуют в регуляции артериального давления и выработки эритроцитов.

Каждая почка содержит около миллиона фильтрующих единиц (нефронов). Нефрон начинается с шаровидной полой структуры (капсулы Шумлянского—Боумена), содержащей скопление кровеносных сосудов (клубочек). Вместе это образование называется почечным тельцем.

Кровь поступает в клубочек под большим давлением. Основная часть жидкости крови фильтруется через маленькие поры в стенках кровеносных сосудов клубочка и внутреннего слоя капсулы Шумлянского—Боумена; не фильтруются клетки крови и большинство крупных молекул, например белки. Прозрачная профильтрованная жидкость (ультрафильтрат) поступает в боуменово пространство (пространство между внутренним и наружным слоями капсулы Шумлянского— Боумена) и переходит в трубку, выходящую из капсулы Шумлянского—Боумена. В первой части этой трубки (проксимальном извитом канальце) основная часть натрия, воды, глюкозы и других профильтрованных веществ активно всасывается и возвращается в кровь. Некоторые крупные молекулы (исключая белки), в том числе некоторые лекарства (например, пенициллин), избирательно и с затратой энергии перемещаются в каналец. Эти молекулы выводятся с мочой, несмотря на то что они велики и не могут фильтроваться через поры клубочка. Вторая часть нефрона — петля Генле. Когда жидкость проходит через петлю, соли натрия и некоторые другие соли (электролиты) всасываются обратно, таким образом концентрация солей в остающейся жидкости резко снижается. Разведенная жидкость идет вверх в третью часть нефрона — дистальный извитой каналец, где основная часть натрия выводится и заменяется на калий.

Жидкость от нескольких нефронов поступает в собирательную трубку. В этой трубке жидкость может дальше не всасываться и выйти из почки как разведенная моча или частично всосаться обратно, тогда моча будет более концентрированной. С помощью гормонов, которые регулируют функции почек, организм контролирует концентрацию мочи в соответствии со своими потребностями в воде.

Моча, образовавшаяся в почках, поступает по мочеточникам в мочевой пузырь, но она течет не пассивно, как вода, стекающая по трубам. Мочеточники — это мышечные каналы, которые за счет волнообразных сокращений своих стенок проталкивают мочу небольшими порциями вперед. В месте соединения с мочевым пузырем каждый мочеточник снабжен сфинктером — кольцевой мышечной структурой, которая открывается, пропуская мочу, и затем плотно закрывается, подобно диафрагме фотоаппарата.

По мере регулярного поступления мочи по обоим мочеточникам ее количество в пузыре нарастает. Мочевой пузырь при этом постепенно увеличивается в размерах. Когда мочевой пузырь наполняется, в мозг посылаются нервные сигналы и возникает позыв на мочеиспускание.

Во время мочеиспускания открывается другой сфинктер, расположенный между мочевым пузырем и мочеиспускательным каналом, что позволяет моче поступать в этот канал под давлением, создаваемым сокращением стенок мочевого пузыря. Напряжение мышц брюшной стенки создает дополнительное давление. Сфинктеры мочеточников, через которые моча поступает в мочевой пузырь, при мочеиспускании остаются плотно закрытыми, чтобы она не могла поступать обратно в мочеточники.