Осморегуля́ция — совокупность физико-химических и физиологических процессов, обеспечивающих относительное постоянство осмотического давления жидкостей внутренней среды (межклеточных жидкостей, лимфы, крови) у гомойосмотических животных.
Механизмы осморегуляции обнаруживаются у организмов, обитающих в средах с различной концентрацией осмотически активных веществ, главным образом солей, и при разном уровне потребления как этих веществ, так и воды. Осморегуляция присуща всем пресноводным и наземным животным; среди морских организмов ею обладают все позвоночные (кроме миксин), некоторые ракообразные.
В основе физиологических механизмов осморегуляции лежит соответствующий рефлекс: изменение осмотического давления крови или межклеточной жидкости воспринимается осморецепторами; возникающие в них импульсы передаются в нервные центры, которые регулируют потребление воды и солей и их выделение осморегулирующими органами — нефридиями, почками, солевыми железами. Механизм осморегуляции может быть гиперосмотическим, когда осмотическое давление внутренней среды больше, чем в жидкости внешней среды, и гипоосмотическим, когда внутреннее осмотическое давление меньше внешнего. В первом случае избыток воды выделяется животным главным образом через почки (растением — преимущественно через устьица); во втором — пассивную потерю воды через покровы тела организм восполняет, потребляя богатую солями воду и выделяя избыток солей в основном через солевые железы.
Все пресноводные животные и морские хрящевые рыбы характеризуются гиперосмотических регуляцией. У акул и скатов это обусловлено высокой концентрацией в крови мочевины. В тело этих животных через проницаемые для воды участки покровов по осмотическому градиенту поступает вода. Избыток ее у всех животных выделяется почками или их аналогами (сократительные вакуоли простейших, нефридии), а соли всасываются из пресной воды клетками жаберного аппарата или кожи (у земноводных).
Гипоосмотическая регуляция характерна для морских костистых рыб, морских пресмыкающихся. Эти животные теряют воду через покровы и с мочой. Для компенсации потерь они пьют морскую воду, опресняемую клетками солевых желез, выделяющими концентрированные растворы солей.
У млекопитающих основной орган осморегуляции — почки, способные выделять гипотоническую мочу при избытке воды и осмотически концентрированную — при ее дефиците. Проходные рыбы (например, лососи) и некоторые ракообразные обладают обоими механизмами осморегуляции и могут жить как в пресной, так и в морской воде. У пойкилосмотических животных (морские моллюски, иглокожие) осмотическое давление крови меняется параллельно с его изменением во внешней среде. Однако у этих животных имеется клеточная осморегуляция: при увеличении осмотического давления крови в клетках на такую же величину возрастает концентрация органических веществ (главным образом аминокислот), для которых клеточная мембрана слабо проницаема. В результате концентрация солей и содержание воды в клетке не меняются, осмотическое давление выравнивается за счет накопления осмотически активных веществ. При уменьшении осмотического давления внешней среды и крови в клетках снижается концентрация органических веществ. Клеточная осморегуляция создает условия для ограниченной адаптации пойкилоосмотических животных к колебаниям осмотического давления во внешней среде.