Кінцеві продукти обміну виділяються спеціальними видільними системами, які називають екскреторними. В першу чергу ці системи регулюють хімічний склад рідин тіла. У водних тварин основним екскреторним органом є поверхня тіла: покриви та зябра, а у наземних цю функцію виконують, в основному, нирки.
 У окремих груп тварин розвинуті різноманітні механізми видалення в першу чергу азотистих екскретів, наприклад, СО2 виділяється під час дихання.
 Клітинна отрута аміак в якості первинного продукту амінокислотного обміну утворюється лише у водних організмів, що, мабуть, пов’язано із можливістю його розчинення. У наземних тварин азот у складі NH2-груп переноситься на певні сполуки і в кінцевому етапі виділяється у формі сечовини або сечової кислоти. Так як сечовина водорозчинна і може призводити до встановлення високого осмотичного тиску, вона зустрічається як продукт виділення тільки у тварин, здатних утворювати сечу з високою осмолярністю, наприклад, у дорослих амфібій та ссавців. У тварин, тканини яких містять мало вологи, для виділення азоту слугує водонерозчинна осмотично нейтральна сечова кислота. В цьому випадку виділення азоту не пов’язане із втратою вологи, наприклад, у наземних молюсків, комах, плазунів, птахів.
 У деяких випадках роль органів виділення відіграють окремі клітини, які поглинають екскрети і зберігають їх протягом певного часу. Це так звана внутрішньоклітинна екскреція. Наприклад, сечова кислота накопичуються внутрішньоклітинно у комах у так званому жировому тілі. За дослідженнями вчених більшість таких видільних клітин слугує не лише для накопичення екскретів, але й для їх утворення в ході реакцій розщеплення (катаболізму). Цим вони нагадують функцію печінки або залоз кишечника.
 Всю різноманітність видільних органів тварин поділяють на:
- протонефридії, що являють собою систему канальців, які галузяться по всьому тілу і відкриваються назовні отворами: одним, двома або більше. Зустрічаються у плоских червів, які не мають порожнини тіла;
- метанефридії, що функціонують як фільтраційно-реабсорбційна нирка, в якій рідина спочатку фільтрується, а потім її склад змінюється при проходженні по канальцю.  Їх мають тварини із вторинною порожниною тіла.  Речовини для виділення метанефридіями поступають із целомічної рідини;
- парні компактні нирки молюсків та ракоподібних подібні за будовою до метанефридій і виділяють продукти обміну із порожнинної рідини;
- мальпігієві судини комах та павукоподібних складаються із трубочок кількістю від двох до кількох сотень. Кожна судина відкривається в кишечник на межі середньої та задньої кишок, а інший кінець сліпо замкнений і омивається гемолімфою;
- нирки хребетних тварин функціонують по принципу фільтрації-реабсорбції, до яких додається секреція в канальцях. Такі нирки здатні переробляти великі кількості рідини, причому 99% фільтрата реабсорбується, а 1% виводиться у вигляді сечі.
 При всій різноманітності органів виділення, в основі їх функціонування лежать два основні процеси: фільтрація (ультрафільтрація) та активний транспорт. При ультрафільтрації рідина під тиском проходить через напівпроникну мембрану, яка затримує білки та інші великі молекули, але пропускає воду та низькомолекулярні розчинені речовини. Активний транспорт являє собою рух розчинених речовин проти електрохімічного градієнта, завдяки процесам, які потребують затрати метаболічної енергії.
 Процесс екскреції у більшості випадків розпочинається з проникнення розчинених продуктів виділення через клітинні мембрани. У випадку метанефридій екскрети переходять із просвіту кровоносних судин в целом – вторинну порожнину тіла, при наявності мальпігієвих судин – із гемолімфи в їх порожнину, в нефронах хребетних – із капіляру ниркового клубочка в просвіт капсули. Лише в окремих випадках при цьому відбувається дифузія, так як концентрація продуктів виділення в сечі зазвичай вища, ніж у крові. У комах на дистальних ділянках мальпігієвих судин спостерігається активна секреція. В капсулі Шумлянського-Боумена сеча виділяється із ниркового клубочка за рахунок фільтрації під тиском, оскільки у цій капілярній сітці в результаті нерівних діаметрів приносних і виносних судин виникає вищий кров’яний тиск, ніж у іншій капілярній частині. В усіх випадках спочатку утворюється ультрафільтрат крові – первинна сеча, з таким же як у плазми іонним складом, але відрізняється відсутністю білків. За рахунок зворотного всмоктування в канальцях нефрону вода, неорганічні іони, глюкоза та деякі інші речовини повертаються назад в кровоносне русло.
 Кількість утвореної первинної сечі визначається шляхом виміру концентрації речовин, які переходять у ниркові канальці з крові, але не всмоктуються назад, наприклад, полісахариди. У людини кількість первинної сечі складає до 170 л на добу, але щоденно виділяється лише 1,5-2 л вторинної. Отже, 99% первинної сечі всмоктується назад. Завдяки мікрохімічним методам вдалось отримати невелику кількість первинного фільтрата та проаналізувати його.
 Таким чином, органи виділення виконують багато функцій, але всі вони пов’язані забезпеченням збереження постійності стану внутрішнього середовища організму – гомеостазу.