Homeostazė – tai stabilios vidinės temperatūros ir aplinkos palaikymas, leidžiantis organizmo sistemoms, konkrečiai – medžiagų apykaitai, veikti maksimaliai efektyviai. Metabolizmas – tai energijos kiekis, kurį organizmas išgauna, kaupia ir sunaudoja sau palaikyti. Ryšys tarp homeostazės ir medžiagų apykaitos yra toks, kad homeostazė reikalinga, kad metabolizmas veiktų efektyviai, o efektyvi medžiagų apykaita yra vienas iš būdų, kaip organizmas palaiko homeostazę.
Ryšys tarp homeostazės ir medžiagų apykaitos yra glaudus tuo, kad sutrikus homeostazei, metabolizmas bus neigiamai paveiktas. Metabolizmas priklauso nuo fermentų darbo, katalizuojančių chemines reakcijas, būtinas maistui suskaidyti į energiją. Fermentai negali veikti, jei kūno temperatūra nėra pastovi. Homeostazė turi būti palaikoma ląstelėse, kad įvyktų metabolizmui reikalingos reakcijos. Jei temperatūra bus per aukšta, fermentai nustos veikti; jei jis būtų per mažas, reakcijos greitis padidės, o tai gali būti lygiai taip pat žalinga.
Optimalų medžiagų apykaitos efektyvumą palaiko neigiama grįžtamojo ryšio kilpa, kuria veikia homeostazė. Jei kūno jutikliai nustato, kad kintamasis, pvz., temperatūra arba pH lygis, yra už siauro priimtino diapazono ribų, jis įspėja valdiklius, tokius kaip pagumburis smegenyse arba vienas iš kitų kūno organų, kad įspėtų efektorius, pvz., kraujagysles, odą ar hormonus. Tokiu būdu stabilizuojamas ryšys tarp homeostazės ir medžiagų apykaitos.
Vidinės organizmo sąlygos, kurios turi išlikti stabilios, yra kūno temperatūra, pH lygis ir gliukozės lygis. Šie veiksniai išlieka normaliose ribose, nebent kaupiasi toksinai; tokiu atveju sutrinka homeostazė ir medžiagų apykaita ir atsiranda ligos. Stabilios temperatūros palaikymas valdomas antagonistiniais mechanizmais, kurie apima tokius efektorius kaip odos arteriolių arba prakaito liaukų lygiuosius raumenis, kurių vaidmuo yra padidinti kūno temperatūrą, jei išorinės sąlygos yra šaltos arba organizmui reikia kovoti su virusu ir kiti, kurie jį sumažina, kai leidžiasi saulė arba virusą nugali imuninė sistema. Reguliatoriai mažina ir didina pH lygį, o hormonai mažina ir didina gliukozės kiekį kraujyje pagal poreikį.