L'apparato urinario è costituito dai reni e da strutture accessorie. Lo studio della funzione renale è detto fisiologia renale. Se seguiamo il percorso che una goccia d'acqua segue dal plasma fino all'escrezione nelle urine, nella prima fase della produzione di urina, l'acqua e i soluti passando dal plasma a cavità tubulari (nefroni) che costituiscono il parenchima tra i due reni. Questi tubuli modificano la composizione del liquido che gli attraversa. Il liquido così modificato passa in un'altra cavità tubulare detta uretere.
Ci sono due ureteri, che collegano ciascun rene alle vescica urinaria.
La vescica si espande ed è riempita dall'urina fino a quando, per azione riflessa, si contrae ed espelle l'urina attraverso un'unica struttura tubulare, l'uretra.
Nell'uomo, l'uretra raggiunge l'esterno attraverso il pene, mentre nella donna, l'orifizio uretrale è localizzato anteriormente agli orifizi vaginale e anale. I reni (150 grammi ognuno), comunque, rappresentano il sito di produzione dell'urina e sono localizzati ai due lati della colonna vertebrale a livello dell'undicesima e dodicesima costa e sono vascolarizzati dalle arterie renali. In generale, una sezione trasversale del rene mostra che la struttura interna è organizzata in due strati: uno più esterno, la zona corticale, e uno più interno, la zona midollare. Gli strati derivano dall'organizzazione di tubuli microscopici chiamati nefroni, le unità funzionali del rene. Ciascun nefrone fra i milioni presenti in un rene è suddiviso in sezioni e ciascuna sezione è strettamente associata ai vasi sanguigni specializzati, inoltre la maggior parte sono contenuti quasi per intero nella corteccia (nefroni corticali) mentre i restanti penetrano nella midollare (nefroni juxtamidollari, juxta=accanto).Il sangue, quindi raggiunge il rene attraverso l'arteria renale prima di passare nelle arterie più piccole e infine nelle arteriole della porzione corticale. A questo punto l'organizzazione dei vasi ematici diviene un sistema portale. Il sangue scorre nell'arteriola afferente attraverso una rete di capillari detta glomerulo. Il sangue in uscita dal glomerulo fluisce in un'arteriola efferente, quindi in una rete di capillari peritubulari, che circondano il tubulo. Infine, questi capillari si raccolgono in piccole vene, che portano il sangue all'esterno del rene attraverso la vena renale.
La funzione del sistema portale renale è quella di filtrare dapprima liquido dal sangue nel lume del nefrone, a livello dei capillari glomerulari, quindi di riassorbire liquido dal tubulo nel sangue a livello dei capillari peritubulari. Comunque, come dicevo prima, il nefrone è diviso in più parti. Esso inizia con una struttura sferica cava, la capsula del Bowman, che circonda il glomerulo. L'insieme di questi due elementi è detto corpuscolo renale. Da questa capsula il liquido filtrato scorre nel tubulo prossimale, poi nelle anse di Henle, un segmento a forma d U che scende verso la midollare e poi risale. Quindi l'ansa di Henle può essere divisa in due tratti, un tratto discendente e un tratto ascendente, costituito da un segmento sottile e uno spesso. Il liquido si porta quindi nel tubulo distale, che in alcuni nefroni, drenano in un singolo tubulo più grande, il dotto collettore. Un tubulo distale e il suo dotto collettore costituiscono insieme il nefrone distale. A questo punto, i dotti collettori passano dalla corteccia attraverso la midollare e drenano nella pelvi renale. Da questa, il liquido filtrato e modificato, che ora è detto urina, passa agli ureteri per essere poi escreto.