人體和複雜多細胞動物的細胞直接生存於細胞外液中，而不與外環境發生接觸。細胞新陳代謝所需的養料由細胞外液提供，細胞的代謝產物也排到細胞外液中，而後通過細胞外液再與外環境發生物質交換。由此，細胞外液被稱為機體的內環境，以別於整個機體所生存的外環境。細胞的生存對內環境條件的要求很嚴格，內環境各項因素的相對穩定性乃是高等動物生命存在的必要條件。然而，內環境理化性質不是絕對靜止的，而是各種物質在不斷轉換中達到相對平衡狀態，即動態平衡狀態。這種平衡狀態稱為穩態。由於細胞不斷進行著新陳代謝，新陳代謝本身不斷擾亂內環境的穩態，外環境的強烈變動也可影響內環境的穩態；為此，機體的血液迴圈、呼吸、消化、排泄等生理功能必須不斷地進行著調節，以調節內環境的過分變動。
一、神經調節
神經活動的基本過程是反射。反射的結構基礎為反射弧，包括五個基本環節：感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經和效應器。感受器是接受刺激的器官，效應器是產生反應的器官；中樞在腦和脊髓中，傳入和傳出神經是將中樞與感受器和效應器聯繫起來的通路（參見第十章第二節）。例如當血液中氧分壓下降時，頸動脈等化學感受器發生興奮，通過傳入神經將資訊傳至呼吸中樞導致中樞興奮，再通過傳出神經使呼吸肌運動加強，吸入更多的氧使血液中氧分壓回升，維持內環境的穩態。反射調節是機體重要的調節機制，神經系統功能不健全時，調節將發生混亂。
巴甫洛夫（лавдов）將反射分成非條件反射與條件反射兩類。非條件反射是先天遺傳的，同類動物都具有的，是一種初級的神經活動。上述呼吸反射就是一種簡單的非條件反射。條件反射是後天獲得的，是個體在生活過程中按照它的生活條件而建立起來的，是一種高級的神經活動。例如，工人進入勞動環境中就會發生呼吸加強的條件反射，這時雖然勞動尚未開始，但呼吸系統已增強活動，為勞動準備提供足夠的氧並排出二氧化碳。所以，條件反射是更具有適應性意義的調節。
二、體液調節
體液調節就是機體某些細胞產生某些特殊的化學物質，借助於血液迴圈的運輸，到達全身各器官組織或某一器官組織，從而引起這器官組織的某些特殊的反應。許多內分泌細胞所分泌的各種激素，就是借體液迴圈的通路對機體的功能進行調節的。例如，胰島B細胞分泌的胰島素能調節組織、細胞的糖與脂肪的新陳代謝，有降低血糖的作用。內環境血糖濃度之所以能保持相對穩定，主要依靠這種體液調節。
有些內分泌細胞可以直接感受內環境中某種理化因素的變化，直接作出相應的反應。例如，當血鈣離子濃度降低時，甲狀旁腺細胞能直接感受這種變化，促使甲狀旁腺激素分泌增加，轉而導致骨中的鈣釋放入血，使血鈣離子的濃度回升，保持了內環境的穩態。也有些內分泌腺本身直接或間接地受到神經系統的調節，在這種情況下，體液調節是神經調節的一個傳出環節，是反射傳出道路的延伸。這種情況可稱為神經-體液調節。例如，腎上腺髓質接受感神經的支配，當交感神經系統興奮時，腎上腺髓質分泌的腎上腺素和去甲腎上腺素增加，共同參與機體的調節。
除激素外，某些組織、細胞產生的一些化學物質，雖不能隨血液到身體其他部位起調節作用，但可在局部組織液內擴散，改變鄰近組織細胞的活動。這種調節可看作是局部性體液調節，或稱為旁分泌（paracrine）調節。
神經調節的一般特點是比較迅速而精確，體液調節的一般特點是比較緩慢、持久而彌散，兩者相互配合使生理功能調節更趨於完善。
三、自身調節
自身調節是指組織、細胞在不依賴於外來的或體液調節情況下，自身對刺激發生的適應性反應過程。例如，骨骼肌或心肌的初長（收縮前的長度）能對收縮力量起調節作用；當初長在一定限度內增大時，收縮力量會相應增加，而初長縮短時收縮力量就減小。一般來說，自身調節的幅度較小，也不十分靈敏，但對於生理功能的調節仍有一定意義。
有時候一個器官在不依賴於器官外來的神經或體液調節情況下，器官自身對刺激發生的適應性反應過程也屬於自身調節。
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