健康成年人體內含水60%左右，主要存在于肌肉組織和體液中。肌肉中含水約
75%，因此肌肉比例高則體內水分含量高。可見，水是人體含量最多的營養素。
水在體內有多方面的生理功能：
(1)作為介質，幫助營養素、各種代謝產物和廢物在體內循環；
(2)作為溶劑，幫助水溶性營養成分的吸收和廢物的排泄；
(3)作為反應物，參與多種生物化學反應；
(4)維持大分子的結構與功能，沒有水蛋白質便不可能形成有活性的構型；
(5)幫助維持體溫；
(6)幫助機體內的潤滑；
(7)幫助維持細胞內液和細胞外液的容量。
人體內的液體分為細胞內液和細胞外液兩部分。這些液體中的分子在不斷地轉換，但液體的成分卻總是保持基本穩定。所有的細胞和液體中的物質成分都處在一個微妙的平衡當中，以維持生命體的穩態。
除了水本身的生理作用之外，充足的飲水還有其他健康作用。例如，足量飲水可以稀釋尿液，從而減少患腎結石、膀胱結石和尿道結石的危險，還能減少患膀胱癌的危險。在身體患病、服用藥物、精神壓力大等情況下，由于代謝廢物的增加，更需要增加飲水量，以保證腎臟及時排出廢物。
人體水的來源大致可分為三個方面：主動飲水，食物中所含水分，以及體內代謝產生的水分。正常飲食情況下，從食物中可獲得700一1200毫升的水分。體內代謝產生的水可被循環利用，每日有200—300毫升。此外，每日如飲水1200毫升(約一次性紙杯6杯的量)，總量約為2500毫升。
人體從幾個途徑失去水分，包括尿液失水、呼吸失水、汗液失水和糞便失水。在腎臟功能正常的情況下，身體每日從尿液中排出的水分最低為500毫升，以排除新陳代謝中產生的廢物和身體必須除去的毒物。飲水量多時，尿液的排出量增加，則其中的溶質濃度被稀釋。
呼吸時，有一部分水蒸氣隨之散失到空氣中。汗液的失水數量則隨著氣溫和運動量的差異變化很大。糞便中所排出的水分是未被身體吸收的水。在腹瀉、大便溏稀等情況下，大量水分會隨糞便排出，因此腹瀉患者需要及時補水，必要時從靜脈補充流失的水和礦物質。
在人體生理功能正常、日常生活起居正常、食物內容正常、環境溫度和濕度適當、未大量出汗、無腹瀉等情況下，以上幾個途徑的每日失水總量約為2500毫升，與攝入的水量相當，此時人體保持水分平衡狀態。
當感覺到渴的時候，人會尋求飲水。這是由于口干的感覺和血液濃縮的狀態會通過神經系統傳導到下丘腦，從而激發渴的感受。不過，人體這種反應總是滯后于身體的需求。如果不能及時補充水分，人體就會發生脫水。
在感覺干渴的時候，人體已經失去了2%左右的水分。如果仍然不能及時補充，則會逐漸感覺疲乏、虛弱、頭痛、煩躁，呼吸加快，甚至出現幻覺，最終死亡。輕度的脫水常常發生在老年人身上，因為他們往往不能及時感受到渴的信號。嚴重的脫水常發生在水分散失過多的情況下，如高溫低濕環境中，劇烈運動大量出汗之后，或者是無法得到飲水的情況下。
如果飲水過量或腎臟無法及時排除水分，會發生水中毒現象。此時血液被過度稀釋，滲透壓降低，人體表現為意識模糊、抽搐，直至死亡。如運動員大量出汗后飲水過多過急，可能造成危險的低鈉血癥。