慢性肾功能不全时由于肾单位的损害，可引起肾小球滤过率的明显下降及肾小管功能的丧失。在慢性肾功能不全的早期，由于残存的肾单位的代偿反应及肾小管对水的重吸收减少，体内的水代谢可以基本保持平衡。但随着病情的进展，水排泄量的可调节范围明显缩小，尿浓缩功能日益减退，最后可出现等渗尿、多尿及夜尿量增加。严重患者可以出现脱水表现。
而在肾功能不全的尿毒症期，由于肾单位的极度破坏，患者的总排尿量明显减少，可以出现少尿和水潴留。慢性肾功能不全时电解质紊乱比较复杂，在慢性肾功能不全的代偿期，血钠、血钾可通常维持平衡，部分患者可由于摄入减少或利尿剂应用不当出现低钾血症。
但在失代偿期以后，由于肾小管对钠的重吸收功能减退，如钠的摄入减少可以出现低钠血症。而在钠负荷增加时，肾脏不能将过多的钠排出体外，常可引起高血压、水肿及充血性心功能衰竭等。出现少尿后，尤其是合并有感染，酸中毒或者使用保钾利尿剂，RAS阻滞剂等药物时，患者容易出现高钾血症。
慢性肾功能不全的钙磷代谢紊乱通常表现为低钙血症及高磷血症，持续的钙磷代谢紊乱是引发各种肾性骨病的主要原因，慢性肾功能肾衰竭损伤后体内排酸减少，肾小管分泌氨能力减弱，碳酸氢盐丢失或肾小管的重吸收功能缺陷，可以造成代谢性酸中毒。在肾小球滤过率大于每分钟五十毫升时通常无酸碱平衡紊乱，当肾小球滤过率小于每分钟二十毫升后，可以出现明显的代谢性酸中毒。
