Κάθε οργανισμός έπρεπε να λύσει το πρόβλημα της απομάκρυνσης των περιττών μεταβολικών προϊόντων. Στα πρωτόζωα, όπως οι αμοιβάδες και οι παντόφλες, αυτά τα προϊόντα απλώς διαχέονται μέσω της κυτταρικής μεμβράνης στο περιβάλλον, όπου η συγκέντρωσή τους είναι χαμηλότερη. Τα πρωτόζωα του γλυκού νερού έχουν ένα ιδιαίτερο πρόβλημα - να απαλλαγούν από την περίσσεια νερού, καθώς το πρωτόπλασμά τους, όντας υπερτονικό σε σχέση με το νερό της λίμνης, τείνει να το απορροφά συνεχώς.
Αυτό θα οδηγούσε αναπόφευκτα σε πρήξιμο και ρήξη του κυττάρου εάν τέτοια πρωτόζωα δεν είχαν ένα συσταλτικό κενοτόπιο - μια μικρή φυσαλίδα που βρίσκεται στο πρωτόπλασμα, η οποία «αντλάει» νερό έξω από το κύτταρο τόσο γρήγορα όσο το νερό εισέρχεται σε αυτό. Στην Ύδρα και σε άλλα συνεντερικά, η άμεση απελευθέρωση μεταβολικών προϊόντων λαμβάνει χώρα μέσω της κυτταρικής μεμβράνης. Στα μεγαλύτερα ζώα, η απελευθέρωση μεταβολικών προϊόντων με διάχυση δεν αρκεί για να αποτρέψει τη συσσώρευση τοξικών ουσιών. υπάρχει ανάγκη για διάφορες ειδικές συσκευές απέκκρισης.
Οι επίπεδες σκώληκες έχουν εξειδικευμένα κύτταρα φλόγας - μεμονωμένα κύτταρα που απορροφούν υγρό από τους χώρους γύρω τους και το εκκρίνουν στα απεκκριτικά (απεκκριτικά) σωληνάρια. Τα σωληνάρια που προέρχονται από πολλά «κύτταρα φλόγας» συγχωνεύονται μεταξύ τους και τελικά ανοίγουν μέσα από τον εκκριτικό πόρο. Το χτύπημα των βλεφαρίδων των «φλογοκυττάρων» μοιάζει με τη δόνηση μιας φλόγας κεριού, εξ ου και το όνομά τους.
Στους γαιοσκώληκες, σε κάθε τμήμα του σώματος υπάρχει ένα ζεύγος εξειδικευμένων οργάνων, τα λεγόμενα νεφρίδια, τα οποία έχουν απεκκριτική λειτουργία. Το νεφρίδιο, σε αντίθεση με τα «φλόγα κύτταρα» των επίπεδων σκουληκιών, είναι ένα σωληνάριο ανοιχτό και στα δύο άκρα. Το εσωτερικό του άκρο ανοίγει ως σύνολο σε ένα χωνί εξοπλισμένο με βλεφαρίδες. Κάθε σωληνάριο περιβάλλεται από τριχοειδή αγγεία, τα οποία επιτρέπουν την απομάκρυνση των άχρηστων προϊόντων από το αίμα.
Όταν το υγρό, που οδηγείται από το χτύπημα των βλεφαρίδων στη χοάνη, περνά μέσα από το νεφρίδιο, το νερό και ουσίες όπως η γλυκόζη απορροφώνται πίσω και τα απόβλητα συγκεντρώνονται και αποβάλλονται από το σώμα. Το απεκκριτικό σύστημα των εντόμων αποτελείται από όργανα που ονομάζονται Malpighian tubules, τα οποία βρίσκονται στην κοιλότητα του σώματος και ανοίγουν στην πεπτική οδό. Τα μεταβολικά προϊόντα διαχέονται από την κοιλότητα του σώματος σε αυτούς τους σωλήνες και απελευθερώνονται στον πεπτικό σωλήνα, από τον οποίο εξέρχονται μαζί με την άπεπτη τροφή.
Σε όλα τα σπονδυλωτά, το ουροποιητικό σύστημα είναι βασικά το ίδιο. Στα κατώτερα σπονδυλωτά, τα νεφρικά σωληνάρια ανοίγουν όχι στις κάψουλες του Bowman, αλλά στην σωματική κοιλότητα και έτσι τα απεκκριτικά τους όργανα είναι ενδιάμεσα μεταξύ των νεφριδίων του γαιοσκώληκα και των νεφρών των ανώτερων σπονδυλωτών.
Τα σπονδυλωτά που ζουν μέσα ή κοντά στη θάλασσα έχουν αναπτύξει ειδικές προσαρμογές για την αφαίρεση του αλατιού. Τα οστεώδη ψάρια, για παράδειγμα, πίνουν αλμυρό νερό και μετά εκκρίνουν αλάτι από τα βράγχια τους. Οι θαλάσσιες χελώνες και οι γλάροι μπορούν να εκκρίνουν αλάτι από το πόσιμο θαλασσινό νερό χρησιμοποιώντας εξειδικευμένους αδένες αλατιού που βρίσκονται στο κεφάλι τους. Οι αγωγοί αυτών των αδένων ανοίγουν στις ρινικές κοιλότητες ή εξέρχονται στην επιφάνεια του κεφαλιού.
Η εξέλιξη του ουροποιητικού συστήματος περιπλέκεται από το γεγονός ότι σε πολλά ζώα ορισμένα μέρη αυτού του συστήματος συνδέονται στενά με το αναπαραγωγικό σύστημα, έτσι ώστε ένας αριθμός οργάνων να εμπλέκεται και στις δύο λειτουργίες. Αυτή η σύνδεση είναι τόσο στενή που και τα δύο συστήματα θεωρούνται συχνά μαζί με το όνομα του ουρογεννητικού συστήματος.