Ve fyziologii ledvin dochází k ultrafiltraci na bariéře mezi krví a filtrátem v glomerulárním pouzdře (Bowmanově pouzdře) v ledvinách. Stejně jako v nebiologických příkladech ultrafiltrace vedou tlakové (v tomto případě krevní) a koncentrační gradienty k separaci přes polopropustnou membránu (zajišťovanou podocyty). Bowmanovo pouzdro obsahuje hustou síť kapilár zvanou glomerulus. Krev do těchto kapilár přitéká aferentními arteriolami a odchází eferentními arteriolami.

Schéma znázorňující základní fyziologické mechanismy ledvin

Vysoký hydrostatický tlak vytlačuje malé molekuly v tubulární tekutině, jako je voda, glukóza, aminokyseliny, chlorid sodný a močovina, přes filtr z krve v glomerulárním pouzdře přes bazální membránu Bowmanova pouzdra do ledvinových tubulů. Tento proces se nazývá ultrafiltrace; výsledná tekutina, prakticky bez velkých bílkovin a krevních buněk, se označuje jako glomerulární filtrát nebo ultrafiltrát. Další úpravou se ultrafiltrát reabsorpcí a sekrecí mění na moč.

Glomerulární tlak je přibližně 75 milimetrů rtuti (10 kPa). Proti němu stojí osmotický tlak (30 mmHg, 4,0 kPa) a hydrostatický tlak (20 mmHg, 2,7 kPa) rozpuštěných látek přítomných v kapsulárním prostoru. Tento rozdíl tlaků se nazývá efektivní tlak (25 mmHg, 3,3 kPa).

V hemodialyzačních centrech probíhá ultrafiltrace v hemofiltru na hemodialyzačních přístrojích, kdy je tlak krve vyšší než tlak dializátu (rozdíl = transmembránový tlak (TMP)). Tím se z krve odstraní tekutina, přičemž její krvinky zůstanou neporušené.

.