Homeostase é o processo através do qual um organismo mantém as condições internas constantes necessárias para a vida. Aplica-se ao conjunto de processos que previnem flutuações na fisiologia de um organismo, e denomina também a regulação de variações nos diversos ecossistemas, ou do universo como um todo.
 Nos organismos vivos, a homeostase significa o consumo de energia necessário para manter uma posição num equilíbrio dinâmico. Isto significa que, embora as condições externas possam estar sujeitas continuamente a variações, os mecanismos homeostáticos asseguram que os efeitos destas mudanças sobre os organismos sejam mínimos. No homem e em outros mamíferos superiores, a homeostase acontece tanto nas células isoladas como nas integradas, nos fluidos corporais, tecidos e órgãos. Existe um intercâmbio constante de moléculas entre o sangue e o líquido extracelular que banha cada célula. É a composição estável do sangue que torna possível a manutenção da invariabilidade do líquido extracelular. Já a composição constante deste líquido protege cada célula das mudanças que acontecem no meio externo.

    O aparelho circulatório é vital para a conservação da homeostase. Ele proporciona metabólitos aos tecidos e elimina os produtos não-utilizados e também participa na regulação da temperatura e no sistema imunológico. Mesmo assim, os níveis de substâncias no sangue estão sob o controle de outros órgãos: o aparelho respiratório (pulmões) e o sistema nervoso regulam o nível de dióxido de carbono; o fígado e o pâncreas controlam a produção, o consumo e as reservas de glicose; os rins são responsáveis pela concentração de hidrogênio, sódio, potássio e íons fosfato. As glândulas endócrinas, por sua vez, controlam os níveis de hormônios no sangue. O hipotálamo recebe informações do cérebro, dos sistemas nervoso e endócrino e a integração de todos estes sinais torna possível o controle da termorregulação, o equilíbrio de energia e a regulação dos fluidos corporais, influindo no comportamento (por exemplo, o hipotálamo é responsável pela sensação de fome), exteriorizando as sensações através dos sistemas endócrino e nervoso.