Жизнь в водной среде приводит к ряду проблем с осморегуляцией, с которыми сталкиваются как пресноводные, так и морские рыбы. Осмотическое давление крови рыб может быть как ниже (у морских рыб), так и выше (у пресноводных), чем осмотическое давление внешней среды. Хрящевые рыбы — изоосмотические, но при этом в их организме концентрация солей намного ниже, чем в окружающей среде. Выравнивание осмотического давления достигается благодаря повышенному содержанию мочевины и триметиламиноксида в крови. Поддержание низкой концентрации солей в организме хрящевых рыб осуществляется благодаря выделению солей почками, а также специализированной ректальной железой, которая соединяется с пищеварительным трактом.

Костистые рыбы не являются изоосмотическими, поэтому в ходе эволюции они выработали механизмы, позволяющие осуществлять вывод или задержку ионов. Морские костистые рыбы с низкой концентрацией ионов в организме постоянно теряют воду, которая под действием осмотического давления выходит из тканей наружу. Эти потери компенсируются за счёт питья и фильтрации солёной воды. Катионы натрия и хлорид-ионы выводятся из крови через жаберные мембраны, в то время как катионы магния и сульфатные анионы выводятся почками. Пресноводные рыбы сталкиваются с противоположной проблемой: осмотическое давление у них выравнивается благодаря захвату ионов из водной среды через жаберные мембраны и выделению мочевины.