Homeostaza to zdolność do utrzymania stanu dynamicznej równowagi parametrów danego systemu. Pojęcie to jest najczęściej używane w kontekście systemów biologicznych. Zostało stworzone w pierwszej połowie XX w. i pierwotnie oznaczało stabilność środowiska wewnętrznego.
W celu utrzymania homeostazy konieczne jest stałe monitorowanie takich parametrów organizmu jak: temperatura ciała, skład i objętość płynów ustrojowych, ciśnienie osmotyczne, czy ciśnienie parcjalne tlenu. Za kontrolę powyższych składowych odpowiadają przede wszystkim receptory układu nerwowego (głównie chemoreceptory), które ewentualne zmiany przekazują do organów kontrolnych np. podwzgórza, przysadki, nadnerczy.
W fizjologii człowieka wyróżnia się kilka mechanizmów gwarantujących utrzymanie homeostazy organizmu, a są to m.in.: termoregulacja, osmoregulacja, stałość składu płynów ustrojowych, ciśnienie krwi, rytmy dobowe.
Termoregulacja umożliwia utrzymanie stałej temperatury ciała. Ośrodek termoregulacji zlokalizowany jest w podwzgórzu i w przypadku przegrzania lub wychłodzenia organizmu uruchamia mechanizmy pomagające przywrócić równowagę. Należą do nich termogeneza drżeniowa, termogeneza bezdrżeniowa, pocenie się, czy rozszerzenie naczyń włosowatych skóry.
Osmoregulacja to zdolność do utrzymywania stałego ciśnienia osmotycznego osocza krwi. Stężenie osmotyczne jest monitorowane przez osmoreceptory. W przypadku zmiany ciśnienia osmotycznego receptory te wysyłają sygnały do podwzgórza, które następnie pobudza lub zmniejsza wydzielanie wazopresyny przez przysadkę mózgową.
Za stałość składu i objętości płynów ustrojowych odpowiada tzw. gospodarka wodno-elektrolitowa. Oparta jest na współdziałaniu grup hormonów, regulujących wybrane obszary gospodarki elektrolitowej. Przykładem jest układ RAA (renina, angiotensyna, aldosteron) monitorujący stężenia jonów potasowych i sodowych. Innym przykładem jest współdziałanie parathormonu, kalcytoniny i kalcytriolu, które kontrolują gospodarkę wapniowo-fosforanową.