Fizioloģiskā homeostāze ir iekšējās stabilitātes stāvoklis, kas tiek sasniegts, izmantojot īpašus mehānismus un fizioloģiskos ciklus dzīvā sistēmā. Klods Bernārs, franču zinātnieks, bija viens no pirmajiem, kas 1860. gados formulēja un izteica fizioloģiskās homeostāzes nozīmi. Viņš izvirzīja hipotēzi, ka dzīvs organisms ne tikai eksistē un ir parādā par savu izdzīvošanu tikai ārējai videi, bet gan iekšējai atmosfērai, kas tiek uzturēta, cirkulējot elementiem, kas darbojas kā veselums. Aknu, nieru un smadzeņu darbība ir vieni no svarīgākajiem cilvēka fizioloģiskās homeostāzes elementiem. Ja veselīgs stāvoklis netiek uzturēts, organisms var ciest un dažreiz pakļauties tādām slimībām kā diabēts un podagra homeostatiskās nelīdzsvarotības dēļ.
Termoregulācija, kas ir ļoti svarīga cilvēka izdzīvošanai, ir lielisks fizioloģiskās homeostāzes mehānisma piemērs. Lielāko daļu ķermeņa siltuma ģenerē ķermeņa dziļajos orgānos, visvairāk aknās. Ja ķermenis sāk strauji uzkarst vai atdzist, iedarbojas tā homeostatiskais mehānisms. Pirmo termoregulācijas soli veic āda, jo tā izplešas un svīst, ja ķermenis sāk uzkarst, piemēram, slodzes laikā, un liek erekcijai. ķermeņa apmatojums, kad ķermenis zaudē siltumu, lai izveidotu izolācijas slāni. Asinsrites sistēma piedalās arī termoregulācijā, sašaurinot ādai tuvos kapilārus aukstos apstākļos, lai samazinātu siltuma zudumus, savukārt karstos apstākļos paplašinot kapilārus, lai maksimāli palielinātu liekā siltuma izkliedi.
Asins sastāvam jāsasniedz fizioloģiskās homeostāzes stāvoklis, lai arī cilvēka sistēma paliktu vesela. Divi hormoni, glikagons un insulīns, kas izdalās no aizkuņģa dziedzera, palīdz regulēt cukura līmeni asinīs. Pēc ēdienreizes, kad cukura līmenis asinīs sāk dramatiski paaugstināties, insulīns tiek atbrīvots, lai samazinātu cukura līmeni. Un otrādi, kad ķermeņa cukura līmenis asinīs sāk pazemināties, glikagons tiek atbrīvots, lai paaugstinātu cukura līmeni asinīs starp ēdienreizēm. Homeostatiskā nelīdzsvarotība tiek novērota cukura diabēta formā, ja aizkuņģa dziedzeris nespēj ražot vai atbrīvot atbilstošu daudzumu neviena hormona. Asins izšķīdušo vielu līmeni regulē arī nieres, jo tās filtrē asinis un nosaka izšķīdušo vielu, piemēram, glikozes, aminoskābju un elektrolītu, reabsorbcijas ātrumu.
Vēl viens fizioloģiskās homeostāzes nosacījums ir ķermeņa ūdeņraža jonu koncentrācijas (pH) regulēšana. Nieres kontrolē pH līmeni asins plazmā, kad tas tiek filtrēts caur nieru sistēmu. Atsauksmes no nierēm izraisa pH bufervielu, piemēram, bikarbonāta un amonjaka, izdalīšanos, lai nodrošinātu, ka līmenis saglabājas no 7.35 līdz 7.45 pH skalā.