Fysiologisk homeostas är ett tillstånd av inre stabilitet som uppnås genom specifika mekanismer och fysiologiska cykler i ett levande system. Claude Bernard, en fransk vetenskapsman, var bland de första att artikulera och uttrycka vikten av fysiologisk homeostas på 1860-talet. Han antog att en levande organism inte bara existerar och är skyldig sin överlevnad enbart på den yttre miljön, utan på en inre atmosfär som upprätthålls genom cirkulationen av element som samarbetar som en helhet. Funktionen hos levern, njurarna och hjärnan är bland de viktigaste elementen i människans fysiologiska homeostas. När ett hälsosamt tillstånd inte upprätthålls kan kroppen lida och ibland ge efter för sjukdomar som diabetes och gikt på grund av homeostatisk obalans.
Termoreglering, som är mycket viktig för människans överlevnad, är ett utmärkt exempel på mekanismen för fysiologisk homeostas. Huvuddelen av kroppsvärmen genereras i kroppens djupa organ, mest i levern. Om kroppen börjar värmas upp eller svalna snabbt kommer dess homeostatiska mekanism igång. Det första steget i termoreglering utförs av huden då den kärlvågor och svettas om kroppen börjar få värme, som under träning, och tvingar fram erektion av kroppshår när kroppen tappar värme för att bilda ett lager av isolering. Cirkulationssystemet deltar också i termoregleringen genom att dra ihop kapillärerna nära huden under kalla förhållanden för att minimera värmeförlusten, och i sin tur vidga kapillärerna under varma förhållanden för att maximera spridningen av överskottsvärme.
Blodets sammansättning måste uppnå ett tillstånd av fysiologisk homeostas för att det mänskliga systemet ska förbli friskt också. Två hormoner, glukagon och insulin, som båda frigörs från bukspottkörteln, hjälper till att reglera nivån av blodsocker. Efter en måltid, när blodsockret börjar stiga dramatiskt, frisätts insulin för att minska sockernivåerna. Omvänt, när kroppens blodsocker börjar sjunka, frigörs glukagon för att höja blodsockernivån mellan måltiderna. Homeostatisk obalans ses i form av diabetes om bukspottkörteln inte kan producera eller frigöra tillräckliga mängder av något av hormonerna. Nivåer av lösta ämnen i blod regleras också av njurarna eftersom de filtrerar blodet och bestämmer hastigheten för återabsorption av lösta ämnen som glukos, aminosyror och elektrolyter.
Ett annat tillstånd för fysiologisk homeostas är regleringen av kroppens koncentration av vätejoner (pH). Njurarna övervakar pH-nivån i blodplasman när den filtreras genom njursystemet. Feedback från njuren utlöser frisättningen av pH-buffrande medel, som bikarbonat och ammoniak, för att säkerställa att nivån stannar mellan 7.35 och 7.45 på pH-skalan.