I nyrernes fysiologi sker ultrafiltrering ved barrieren mellem blodet og filtratet i den glomerulære kapsel (Bowman-kapslen) i nyrerne. Som i ikke-biologiske eksempler på ultrafiltrering fører tryk (i dette tilfælde blodtryk) og koncentrationsgradienter til en adskillelse gennem en halvgennemtrængelig membran (som udgøres af podocytterne). Bowmans kapsel indeholder et tæt kapillærnetværk kaldet glomerulus. Blodet strømmer ind i disse kapillærer gennem de afferente arterioler og forlader dem gennem de efferente arterioler.

Diagram, der viser de grundlæggende fysiologiske mekanismer i nyren

Det høje hydrostatiske tryk tvinger små molekyler i den tubulære væske, såsom vand, glukose, aminosyrer, natriumklorid og urinstof, gennem filteret, fra blodet i den glomerulære kapsel over Bowmans kapsels basalmembran og ind i nyretubuli. Denne proces kaldes ultrafiltrering; den resulterende væske, der er praktisk taget fri for store proteiner og blodceller, kaldes glomerulært filtrat eller ultrafiltrat. Yderligere modifikation af ultrafiltratet, ved reabsorption og sekretion, omdanner det til urin.

Glomerulært tryk er ca. 75 millimeter kviksølv (10 kPa). Det modsvares af det osmotiske tryk (30 mmHg, 4,0 kPa) og det hydrostatiske tryk (20 mmHg, 2,7 kPa) fra de solutstoffer, der findes i kapselrummet. Denne trykforskel kaldes det effektive tryk (25 mmHg, 3,3 kPa).

I hæmodialysecentre finder ultrafiltrering sted i en hæmofilter på hæmodialysemaskinerne, når blodtrykket er større end dializattrykket (forskellen = transmembrantryk (TMP)). Herved fjernes væske fra blodet, mens dets blodceller bevares intakte.