Cân bằng nội môi là xu hướng của cơ thể duy trì môi trường bên trong ổn định bất chấp những thay đổi bên ngoài. Nhiệt độ, đường huyết, cân bằng dịch và nhiều biến số khác được giữ trong giới hạn hẹp nhờ các quá trình điều chỉnh liên tục.

Phản hồi tiêu cực là cơ chế cơ bản. Khi một biến số lệch khỏi điểm đặt, các cảm biến sẽ phát hiện sự thay đổi và các cơ quan điều khiển sẽ hoạt động để khôi phục điểm đặt. Nếu nhiệt độ cơ thể tăng lên, việc đổ mồ hôi và tăng lưu lượng máu đến da sẽ giải phóng nhiệt; nếu nhiệt độ giảm xuống, hiện tượng run rẩy và co thắt các mạch máu ngoại vi sẽ giữ nhiệt. Vùng dưới đồi chứa nhiều trung tâm điều khiển điều phối các phản ứng này.

Các trạng thái bản năng như đói và khát xuất hiện khi hệ thống cân bằng nội môi phát hiện sự thiếu hụt và thúc đẩy hành vi điều chỉnh. Khái niệm này đã được mở rộng, một cách thận trọng, đến việc điều chỉnh tâm lý—duy trì trạng thái hưng phấn tối ưu hoặc cân bằng cảm xúc. Các tác nhân gây căng thẳng mãn tính có thể đẩy các hệ thống điều chỉnh vượt quá khả năng của chúng, tạo ra sự hao mòn được mô tả là gánh nặng điều hòa cân bằng nội môi.

Sự sống đòi hỏi một môi trường nội tại ổn định. Cân bằng nội môi là tập hợp các quá trình bảo vệ môi trường đó.