В одном литре морской воды растворено около 35 граммов соли, в основном поваренной. Однако в крови и тканевой жидкости большинства морских рыб концентрация солей втрое ниже. Это создает сильное осмотическое давление (то есть давление, возникающее между растворами разной концентрации при их соприкосновении). Оно «отсасывает» воду из организма рыбы. И хотя ее покровы препятствуют оттоку жидкости, некоторое количество воды все же теряется через жабры, слизь, экскременты и т. д.
Восполняя этот убыток, рыбы пьют морскую воду и внутри организма «опресняют» ее, выводя лишние соли частично через кишечник, но в основном через жабры. За это отвечают так называемые клетки Кейс — Вильмера, в мембранах которых расположены специальные белки, выносящие ионы солей во внешнюю среду. Поскольку этот перенос производится в сторону морской воды (где концентрация солей выше), то он требует затрат энергии. У пресноводных рыб те же белки действуют в обратном направлении, захватывая ионы извне. У проходных рыб, которые для нереста перебираются из морей в реки или наоборот, эти белки переключаются из одного режима в другой.