Za všech měnících se zevních okolností musí být v našem těle udrženo stabilní vnitřní prostředí pro udržení zdraví. Tento proces se nazývá homeostáza. Mechanizmy, které se podílejí na regulaci vztahů mezi námi a naším okolím, lze považovat za zvláštní regulační systémy, které kontrolují vlastní svěřený úsek. Tyto mechanizmy spolu dohromady tvoří ucelený systém kontrolující všechny funkce našeho těla.
Například všechny buňky našeho těla jsou omývány tekutinou, která je zásobuje živinami a odvádí pryč odpadové látky. Složení této mimobuněčné (extracelulární) tekutiny musí zůstat téměř konstantní, aby mohly buňky normálně žít a fungovat. Homeostáza je tedy stav, kdy při vychýlení jednoho či více regulačních mechanizmů z rovnovážného stavu je normální funkce těla udržována spoluprácí ostatních systémů. Pokud je homeostáza narušena, trpí všechny buňky těla a následuje ohrožení zdraví nebo nemoc.
Zdravé tělo je schopné odolat nemoci, napravit škody způsobené zraněním a vyrovnat se se stresem. V době nemoci tělo tuto schopnost ztrácí. Například ne každý, kdo se setká s infekcí chřipky, musí vždy onemocnět.
Snadno lze popsat homeostázu v technických termínech. Všechny kontrolní a regulační systémy těla pracují na principu "negativní zpětné vazby", ve které výstup daného procesu je monitorován nějakým jiným regulačním prvkem. Jestliže hodnota výstupu stoupne nebo klesne mimo požadovaný limit, je tato informace odvedena zpět ke zdroji, kde způsobí změnu. Běžný příklad tohoto procesu je termostat v domácnostech, který kontroluje systém ústředního topení. Jestliže teplota v místnosti klesne pod limit nastavený na termostatu, sepne se elektrický okruh, který zapne bojler, a pumpa začne vhánět horkou vodu do systému. Když je dosažena požadovaná teplota, termostat vše zase vypne. Avšak proti systému ústředního topení má tělo vždy několik rozdílných mechanizmů, které stejný úkol zajišťují jinými způsoby. Má tedy rezervní systémy pro zajištění bezporuchové funkce.
V těle je několik tisíc kontrolních systémů, které svou spoluprácí regulují prakticky všechny funkce. Nejdůležitějšími regulátory v těle jsou nervový a endokrinní (hormonální) systém. Protože jsou funkčně velmi těsně spojeny a jeden systém je nezbytný pro funkci druhého, hovoříme často o společném neuroendokrinním systému.
Část nervového systému, která je primárně zapojena do řízení homeostázy, se nazývá autonomní nervový systém. Tento systém je zapojen do automatické regulace srdce, plic, zažívacího traktu, močového měchýře, pohlavních orgánů a krevních cév.
Endokrinní systém reaguje na změnu situace mnohem pomaleji, ale jeho regulační působení působí dlouhodoběji. Naopak autonomní nervový systém reaguje rychle na změnu a jeho vliv trvá jen nezbytně nutnou dobu. Zda oba systémy budou pracovat každý samostatně nebo budou, jak se často stává, spolupracovat, záleží na povaze a intenzitě problému.
Homeostáza je zajištěna několika regulačními systémy například při kontrole objemu vody v těle. Lidské tělo je tvořeno v průměru ze 70 % vodou, přitom některé tkáně, například šedá hmota mozková, obsahují až 85 % vody, a jiné tkáně, například tuková tkáň, pouze 25 %. Voda je také základním prvkem největšího transportního systému v těle – krve, kde tvoří 80 %. Za určitých okolností množství vody v lidském těle klesá. Naštěstí má naše tělo nezbytné mechanizmy, jak nám oznámit, že potřebujeme dodat vodu. Ukojení žízně je základní motivací činnosti člověka. Když cítíme žízeň, tělo nám tím signalizuje potřebu dodávky vody. Množství vody, které potom vypijeme, abychom uspokojili tělesnou potřebu, závisí na množství vody, které tělo ztratilo.
Hlavní kontrolní centrum pro náš pocit žízně je uloženo hluboko v mozku, v tzv. hypotalamu (spodní část mezimozku) v kontrolním ústředí autonomního nervového systému. Malá skupina nervových buněk v hypotalamu je citlivá na množství vody v krvi. Jestliže obsah vody ve srovnání s obsahem solí a jiných látek v krvi klesá, je stimulováno toto regulační centrum tak, že jsou produkovány hormony stimulující ledviny k zadržování vody.