肾脏是最重要的器官之一，它拥有清除体内代谢产物，调节水、电解质和酸碱平衡的功能。每个肾有80-100万个肾单位，而每个肾单位由肾小体和肾小管构成。在人的体内，尿液先经由肾小球过滤后流入肾小囊中，先后通过近曲小管、髓袢、远曲小管后进入集合管。
近曲小管是Na+，Cl-，Ca2+和水重吸收的主要部位，大约有65%的Na+和70% Ca2+在这里被重吸收。此外，近曲小管还可以通过调节H+与HCO3-调节酸碱平衡。
髓袢分为髓袢降支和髓袢升支。髓袢降支对溶质的通透性比较低，主要负责水的重吸收，在这里水能通过大量的水通道蛋白快速的进入组织液。而髓袢升支对水不通透却对Na+，Cl-等较为通透，约25%的Na+和Ca2+在这被重吸收。
集合管是肾脏调节电解质与水平衡的最后一道关卡，Na+的重吸收主要受醛固酮的调节，而水的重吸收主要通过抗利尿激素调节。
利尿剂分为五大类——碳酸酐酶、袢利尿剂、噻嗪类利尿剂、保钾利尿剂、渗透性利尿剂，作用于肾小管的不同部位。
此类药的代表是乙酰唑胺，通过抑制碳酸酐酶的活性阻碍HCO3-的重吸收，使得Na+与HCO3-结合，于近曲小管排出。
常见的袢利尿剂有呋塞米、托拉塞米、布美他尼，药效依次递增 （40:20:1）。它们作用于髓袢升支的Na+/K+/Cl-转运系统，降低Na+，K+，Cl-的重吸收从而进一步减少Ca2+与Mg2+的重吸收。
常见不良反应：水与电解质紊乱，如低血容量、低血钾、低血钠、低镁血症。常见的副作用有耳毒性、高尿酸血症、高血糖等。
适应症：袢利尿剂能被迅速的吸收、起效，优势在于能够在肾功能受损（eGFR＜30 ml/min·1.73m2）的患者中使用。主要适应症有心衰和其他严重水肿。
这一类利尿剂作于远曲小管，抑制Na+和Cl-的重吸收，促进K+和Na+的交换。因此，服用噻嗪类利尿剂也能引起低钾血症。噻嗪类能促进Ca2+的重吸收，减少尿液里的钙含量，这点与袢利尿剂有所不同，因此噻嗪类并不会导致低血钙。
适应症：噻嗪类利尿剂主要用于高血压治疗，通过利尿、减少血容量而降压。其不足之处在于当患者eGFR＜30 ml/min·1.73m2时，噻嗪类利尿剂会失效。
保钾利尿剂分为两类，作用于集合管。醛固酮类，如螺内酯、依普利酮等，较为常见。保钾利尿剂通过对Na+/K+的转运发挥出排钠保钾作用，因此会引起高血钾症。
适应症：渗透性利尿剂，如甘露醇是治疗脑水肿、降低颅内压的首选药物。它也可以用于青光眼急性发作。
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