Magiê là cation nhiều thứ tư trong cơ thể. Một người lớn nặng 70 kg có khoảng 2000 mEq(1000 mmol) magiê. Khoảng 50% là chứa trong xương và không thể dễ dàng trao đổi với magiê trong các khoang khác. Dịch ngoại bào chỉ chứa khoảng 1% tổng magiê cơ thể. Phần còn lại nằm trong khoang nội bào. Nồng độ magiê huyết thanh trong huyết thanh bình thường dao động từ 1,8 đến 2,6 mg/dL (0,74 đến 1,07 mmol/L).
Việc duy trì nồng độ magiê trong huyết thanh phần lớn là chức năng của chế độ ăn và bảo tồn hiệu quả thận và ruột. Trong vòng 7 ngày sau khi bắt đầu chế độ ăn thiếu magiê, bài tiết magiê từ phân và thận sẽ giảm xuống còn khoảng 12,5 mg/ngày (0,5 mmol/ngày).
Khoảng 70% magiê huyết thanh được lọc bởi thận; phần còn lại là liên kết với protein. Sự liên kết protein của magiê phụ thuộc vào độ pH.
Nồng độ magiê trong huyết thanh không liên quan chặt chẽ đến tổng lượng magiê trong cơ thể hoặc magiê nội bào. Tuy nhiên, hạ magiê máu nặng có thể phản ánh tổng lượng magiê trong cơ thể giảm đi. Tăng magiê máu thường là do suy thận.
Nhiều enzym được kích hoạt bởi hoặc phụ thuộc vào mane. Magiê thì cần thiết cho tất cả các quá trình enzym liên quan đến ATP và nhiều enzym liên quan đến chuyển hóa axit nucleic. Magiê cần cho hoạt động của đồng yếu tố thiamine pyrophosphate và có tác dụng ổn định cấu trúc của các đại phân tử như DNA và RNA.
Magiê cũng liên quan đến sự chuyển hóa canxi và kali một cách chặt chẽ nhưng cơ chế chưa được hiểu rõ.
