Osmoregulering er et sæt af processer, der forekommer i en levende organisme ( encellede eller flercellede ), med det formål at opretholde et konstant osmotisk tryk . Osmoregulering er iboende i alle ferskvands- og landdyr; blandt marine organismer har alle hvirveldyr (undtagen hagfish ), nogle krebsdyr , polychaetes og bløddyr osmoregulering .
I højere organismer, når det osmotiske tryk i blodet eller intercellulær væske ændres, genererer osmoreceptorer impulser, der overføres til nervecentrene. Samtidig styres forbruget af vand og salte (og deres udskillelse) af osmoregulatoriske organer - nefridier, nyrer, saltkirtler osv.
Mekanismen for osmoregulering kaldes hyperosmotisk, når det osmotiske tryk i væsken i det indre miljø er større end i det ydre miljø, og hypoosmotisk, hvis det indre tryk er mindre end det ydre. Med den hyperosmotiske mekanisme udskilles overskydende vand hos dyr hovedsageligt af nyrerne og i planter - ved hjælp af stomata. Med den hypoosmotiske mekanisme kompenseres manglen på vand (med passivt tab gennem kroppens integument) af forbruget af saltrigt vand, og overskuddet af salte udskilles hovedsageligt gennem saltkirtlerne. Alle ferskvandsdyr og marine bruskfisk har hyperosmotisk regulering. Den hypoosmotiske mekanisme bruges af marine benfisk, marine krybdyr og nogle andre arter.