肾衰竭时全身各个系统功能均可发生平衡失调，最先出现的是水电解质及酸碱平衡失调，主要可以概括为“三高、三低、三中毒”。
“三高”：指高钾血症、高镁血症、高磷血症，“三低”：指低钠血症、低钙血症、低氯血症，“三中毒”：指水中毒、酸中毒、尿毒症。
一、高镁血症：
当GFR小于20ml/min时，由于肾排镁减少，常有轻度的高镁血症。
二、钾的平衡失调：
肾衰时残余的每个肾单位远端小管排钾都增加，肠道也增加钾的排泄，从而导致血钾升高。
三、钠水平衡失调：
肾衰时常有轻度的钠水潴留，如果摄入过量的钠和水，易引起体液过多，而发生水肿、高血压和心力衰竭。水肿时常有低钠血症，是由于摄入水过多形成稀释性低钠。
四、代谢性酸中毒：
肾衰时代谢产物如磷酸、硫酸等酸性物质因肾的排泄障碍而潴留，肾小管分泌氢离子的功能缺陷和肾小管制造NH4+的能力差，因而造成血阴离子间隙增加，血HCO3-浓度下降，导致代谢性酸中毒。
五、钙磷代谢的平衡：
血磷浓度由肠道对磷的吸收及肾的排泄来调节。当“健存”的肾单位进行性减少时，排磷随之减少，血磷浓度则逐渐升高。血磷浓度高会与血钙结合成磷酸钙沉积于组织，令血钙降低。
此外，血磷浓度高会抑制近曲小管产生骨化三醇，使肾衰是产生骨化三醇不足的情况加重。骨化三醇是维持血钙正常的主要因素，其不足可以使血钙浓度降低，血钙浓度又可以通过甲状旁腺的调节进一步影响血磷浓度。
