Η κύρια λειτουργία της ομοιόστασης σε ανθρώπους και ζώα είναι να διατηρεί το δέρμα και τα εσωτερικά όργανα του σώματος σε λειτουργία με ισορροπημένο και φυσιολογικό τρόπο. Με πρωταρχικό σκοπό τη διατήρηση ενός ζώου ή ενός ατόμου άνετα, όλα τα όργανα του σώματος, συμπεριλαμβανομένου του δέρματος, πρέπει να συνεργαστούν για να διατηρήσουν μια εσωτερική ισορροπία. Μερικές φορές αναφέρεται ως εσωτερικός θερμοστάτης, η ομοιόσταση χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση ή την ισορροπία της θερμοκρασίας και του pH του σώματος μέσω ενός υγιούς νευρικού συστήματος.
Ενώ το νευρικό σύστημα είναι ο τελικός μηχανισμός που ελέγχει το εσωτερικό περιβάλλον στη λειτουργία της ομοιόστασης, άλλα συστήματα, όπως το μυϊκό και το κυκλοφορικό σύστημα, καθώς και το δέρμα, δίνουν στο νευρικό σύστημα την ανατροφοδότηση που χρειάζεται για τον έλεγχο της ομοιόστασης. Για παράδειγμα, το δέρμα συμμετέχει στη λειτουργία της ομοιόστασης παρέχοντας ένα φράγμα προστασίας σχεδιασμένο να κρατά τους ιούς και άλλα επιβλαβή μικρόβια έξω από το σώμα, ενώ παράγει ιδρώτα για να δροσίσει το σώμα όταν κινδυνεύει από υπερθέρμανση. Το δέρμα λειτουργεί επίσης για να αυξήσει τη θερμοκρασία του σώματος όταν είναι πολύ κρύο μέσω της διαδικασίας που συνήθως αναφέρεται ως ρίγος.
Παρά τα εξωτερικά στοιχεία, η ομοιόσταση χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση όλων των εσωτερικών αντιδράσεων του σώματος. Σε ακραία περιβάλλοντα, όπως η υπερβολική ζέστη ή το κρύο, η λειτουργία της ομοιόστασης θεωρείται ως ένα προστατευτικό σύστημα που βοηθά το σώμα να ανταποκρίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε να αποκαθιστά και να προάγει όσο το δυνατόν περισσότερη άνεση. Αυτό ισχύει όταν το δέρμα κόβεται ή ανοίγεται από εξωτερική δύναμη ή αντικείμενο. Η λειτουργία της ομοιόστασης είναι να αυξήσει τη ροή του αίματος στην πληγωμένη περιοχή, η οποία έχει επίσης ως αποτέλεσμα οίδημα.
Υπάρχουν μερικοί ερευνητές που υποστηρίζουν ότι ο ύπνος είναι επίσης συνάρτηση της ομοιόστασης και, χωρίς αυτό, διαταράσσεται η εσωτερική ισορροπία του σώματος. Σχετικά με τον ύπνο με την ομοιόσταση, έχουν διεξαχθεί μελέτες για να προσδιοριστεί η σχέση του με την αϋπνία και πώς αντιδρά το σώμα όταν στερείται ύπνου για παρατεταμένη περίοδο. Μελέτες έχουν αποδείξει ότι όσο περισσότερο ύπνο χάνει ή στερείται ένας άνθρωπος ή ένα ζώο, τόσο περισσότερος ύπνος χρειάζεται για να ανακάμψει. Συγκεκριμένα, οι ερευνητές προσπάθησαν να καθορίσουν εάν οι άνθρωποι και τα ζώα μπορούν τελικά να προσαρμοστούν σε έντονα τροποποιημένα πρότυπα ύπνου που μειώνουν απότομα την ποσότητα του ύπνου που πραγματικά εμπλέκεται. Ενώ είναι δυνατό να αλλάξει ο ύπνος με αυτόν τον τρόπο, οι μελέτες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι, τελικά, πολύ χρειάζονται περίοδοι βαθύ ύπνου για να βοηθήσουν την ομοιόσταση να ανακάμψει από τις χαμένες ποσότητες.