慢性肾衰的早期，肾小管的浓缩稀释功能及肾小球滤过率均有降低，但并不严重。随着病程进展，肾单位日趋减少，肾小球滤过率进一步下降时即可直接影响水、电解质以及酸碱平衡。出现一系列代谢失调。
1、水代谢紊乱：由于肾小管浓缩功能丧失结果使人体出现了多尿，多尿使血容量下降，肾血流亦下降，肾组织因缺血而损害加重。与上述情况相反，由于滤过率的降低，总的排水能力下降，当摄入量超过其排泄负荷时，水又排泄不掉，引起水肿，后者又可反过来影响肾血流而加重肾损害。
2、钠代谢失调：由于有效肾单位的丧失，肾脏贮钠的能力受损。如果钠的摄入不足就会导致体内钠的缺乏。临床上常见的低钠原因有：
①肾小管重吸收钠减少；
②渗透性利尿，使钠丢失增加；
③长期恶心、呕吐、腹泻等的丢失；
④限制钠盐摄入；
⑤使用强利尿剂等均可造成低钠血症。慢性肾衰时高钠血症亦较常见，常因肾脏失去调节能力，使尿钠排出减少，此时如摄入过多的钠，极易导致钠水潴留，严重时可因水肿和高血压而诱发心力衰竭。
3、钾代谢失调：尿毒症时，肾脏调节钾代谢的能力明显降低。在内源性和外源性因素使钾负荷过重时，难以保持钾代谢的平衡。诸如酸中毒、外伤、感染、手术、使用肾上腺皮质激素、食入含钾多的食物、应用含钾药物、保钾利尿剂的使用、转换酶抑制剂的使用、洋地黄制剂的应用等均可导致血钾升高。高血钾最危险的是心脏骤停。低血钾在慢性肾衰病人中亦不少见，其危险也不亚于高血钾。主要原因是肾小管调节功能下降，但长期的摄入量不足，呕吐、腹泻的丢失，长期应用利尿剂，尤其是排钾利尿剂均是引起低钾血症的原因。此外，由于病人可因醛固酮分泌增加，促使钾在肾脏和结肠中的排泄增加，以及水肿时体内钾的重新分布均有助于低血钾的发生。
4、代谢性酸中毒：代谢性酸中毒在慢性肾衰病人当中极为常见。但酸中毒是缓慢而潜在地发展，因此病人常能耐受。引起酸中毒的基础是酸性代谢产物的排除障碍，肾小管排出氢离子和氨离子的减少，使氢钠交换减少，钠和碳酸氢根离子不能充分地回吸收而被大量排出体外导致酸中毒。
5、镁潴留：尿毒症病人的肾小球滤过率明显下降，尿中镁离子排出减少，使血镁升高。此时如果食物中镁的含量多，或药物及透析液中镁含量高均可致高镁血症。
