Гомеоста́з, гомеостазис (от гомео… и греч. στᾴσις – неподвижность, состояние). Способность живых организмов сохранять динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды. Идея о наличии в организме комплекса физиологических механизмов, направленных на поддержание постоянства внутренней среды, была высказана К. Бернаром во 2-й половине 19 в. Он считал, что в основе свободной и независимой жизни организмов в постоянно меняющейся внешней среде лежит постоянство физико-химических условий внутренней среды. Для обозначения комплекса процессов в живом организме, обеспечивающих постоянство таких условий, У. Кеннон предложил термин «гомеостаз» (1929).

Появление на Земле одноклеточных организмов было связано с формированием и поддержанием внутри клетки в течение всей её жизни специфических физико-химических условий, отличных от условий окружающей среды. Дальнейшая эволюция жизни сопровождалась возникновением многоклеточных животных, дифференцировкой их клеток, формированием внутренней среды, в которой находятся и взаимодействуют между собой клетки. Появляются система внеклеточных жидкостей, лимфа, кровь, из которых клетки извлекают необходимые органические и неорганические вещества, O₂ и выделяют конечные продукты обмена. В ходе эволюции многоклеточных животных формируются специализированные органы (дыхания, кровообращения, пищеварения, выделения) и системы (осморегуляции, волюморегуляции, терморегуляции, поддержания на заданном уровне концентрации каждого из ионов, кислотно-щелочного равновесия и др.). Они обеспечивают постоянство физико-химического состава жидкостей внутренней среды. Помимо крови, лимфы, околоклеточной жидкости формируются и специализированные внеклеточные жидкости (например, спинномозговая, внутриглазная, эндолимфа и перилимфа внутреннего уха), назначение которых состоит в поддержании специальных условий для функционирования клеток целых органов.

У морских беспозвоночных гомеостаз касается объёма жидкостей внутренней среды, концентрации в ней отдельных ионов, рН. Адаптация организмов к пресным водам потребовала формирования новой системы регуляции – поддержания на постоянном уровне осмотического давления жидкостей внутренней среды, удаления из организма избытка воды. К особо контролируемым физико-химическим параметрам внутренней среды относятся её осмотическое давление (изоосмия), концентрация отдельных ионов (изоиония), объём крови (изоволемия), её рН, у птиц и млекопитающих также стабилизированная температура тела (изотермия) и др.

Постоянство физико-химических условий во внутренней среде, состояние околоклеточной среды служат жизненно важным фактором, необходимым для эффективной работы клеток; их адекватная реакция на сигналы из внешней (например, световые, звуковые, температурные раздражители) и внутренней (в том числе импульсы нервной системы, гормоны, аутакоиды) среды возможна при поддержании гомеостаза. Особенно высокая степень гомеостаза характерна для млекопитающих, у которых наиболее строго поддерживаются осмоляльность крови, концентрация в ней ионов Са²⁺, рН, изотермия.

Гомеостаз создаёт возможность для адекватных реакций клеток, поддержания необходимого уровня их метаболизма и ответа на внешние воздействия. В регуляции физико-химических параметров внутренней среды участвуют нервная и эндокринная системы, аутакоиды. Повышение качества регуляции для сохранения стабильности параметров внутренней среды является важным фактором выживания особи и процветания вида.

Термин «клеточный гомеостаз» противоречит смысловому значению понятия, предложенного К. Бернаром и У. Кенноном.