Регуляція життєвих функцій організмів тварин у цілому, а також окремих його органів, узгодження їхньої діяльності, підтримання певного фізіологічного стану та гомеостазу здійснюється нервовою, ендокринною та імунною системами, які тісно взаємопов'язані.
Нервова система регулює житгєві функції за допомогою рефлексів. Вона дає змогу швидко сприймати зміни умов довкілля чи внутрішнього середовища організму і реагувати на них. Інформація у вигляді нервових імпульсів передається по певних шляхах, які дістали назву рефлекторних дуг. По них нервові імпульси передаються від рецепторів чи спеціалізованих органів чуттів до певних ділянок нервової системи, де відбуваються їх аналіз та відповідна реакція. Від цих ділянок імпульси прямують до робочих органів. Нервові імпульси мають електричну природу, але в місцях контакту двох сусідніх нейронів імпульси передаються хімічним шляхом за допомогою сиолук-медіаторів, наприклад, ацетилхоліну.
Ендокринна система. Ендокринні залози розвинені у більшості типів тварин. Вони не сполучаються просторово, їхня робота узгоджується або завдяки нервовій регуляції, або ж гормони, що виробляються одними залозами внутрішньої секреції, можуть впливати на роботу інших. В свою чергу, гормони, що виробляються залозами внутрішньої секреції, впливають на роботу нервової системи.
Особливе місце в регуляції функцій організму належить нейрогормонам — біологічно активним речовинам, що виробляються особливими нейросекреторними клітинами гіпоталамуса, епіфіза, мозкової речовини надниркових залоз, нервових вузлів вегетативної (автономної) нервової системи хребетних тварин. Нейрогормони надходять у кров, міжклітинну або спинномозгову рідину і дистанційно впливають на роботу певних органів.
У хребетних тварин існує тісний зв'язок між гіпоталамусом та гіпофізом, так звана гіпоталамо-гіпофізарна система. Він полягає в тому, що синтезовані клітинами гіпоталамуса нейрогормони надходять по кровоносних судинах у передню частку гіпофіза. Там нейрогормони стимулюють або гальмують секрецію певних гормонів, які, у свою чергу, діють на інші залози внутрішньої секреції.
Гуморальна регуляція може здійснюватись й іншими біологічно активними речовинами (наприклад, концентрація вуглекислого газу в крові впливає на діяльність дихального центру хребетних тварин, концентрація іонів кальцію та калію - на діяльність серця та ін.). Вона відбувається повільніше, ніж нервова, але на відміну від останньої справляє триваліший вплив на фізіологічний стан як окремих органів та їхніх систем, так і організму в цілому.
Важливу роль у забезпеченні життєдіяльності організму відіграє імунітет. Імунітет- це здатність організму до захисту власної цілісності, несприйнятливості збудників певних захворювань. У створенні імунітету беруть участь неспецифічні та специфічні механізми.
До неспецифічних механізмів імунітету (вроджений імунітет) належать бар'єрна функція епітелію шкіри та слизових оболонок внутрішніх органів, бактерицидна дія деяких ферментів (наприклад, ферменту слини, слізної рідини, гемолімфи членистоногих - лізоциму), кислот (молочної та жирних, що виділяються з секретом потових і сальних залоз, соляної кислоти, яка міститься у складі шлункового соку тощо), а також клітини різних тканин, здатні знешкоджувати сторонні частинки та мікроорганізми.
Специфічні механізми імунітету (набутий імунітет) забезпучуються наявністю імунної системи, яка розпізнає і знешкоджу чужорідні частинки і мікроорганізми, які сприймає як сторонні (антигени). Антигени — субстанції біологічного походження, які розпізнаються організмом, як сторонні і спричинюють імунну відповідь організму. До складу імунної системи організму хребетних тварин входять вилочкова (або загрудинна) залоза (тимус), червоний кіст ковий мозок, селезінка, лімфатичні вузли тощо. Імунна система забезпечує гуморальнийі клітинний імунітет.