Setiap organisme harus memecahkan masalah pembuangan produk metabolisme yang tidak diperlukan. Pada protozoa, seperti amuba dan sandal, produk ini hanya berdifusi melalui membran sel ke lingkungan yang konsentrasinya lebih rendah. Protozoa air tawar memiliki masalah khusus - membuang kelebihan air, karena protoplasma mereka, yang bersifat hipertonik terhadap air kolam, cenderung terus menyerapnya.
Hal ini pasti akan menyebabkan pembengkakan dan pecahnya sel jika protozoa tersebut tidak memiliki vakuola kontraktil - gelembung kecil yang terletak di protoplasma, yang “memompa” air keluar sel secepat air masuk. Pada Hydra dan coelenterata lainnya, pelepasan langsung produk metabolisme terjadi melalui membran sel. Pada hewan yang lebih besar, pelepasan produk metabolisme melalui difusi tidak cukup untuk mencegah akumulasi zat beracun; diperlukan berbagai alat ekskresi khusus.
Cacing pipih memiliki sel api khusus – sel tunggal yang menyerap cairan dari ruang di sekitarnya dan mengeluarkannya ke dalam saluran ekskretoris (ekskretoris). Tubulus yang berasal dari beberapa “sel api” bergabung satu sama lain dan akhirnya terbuka melalui pori ekskretoris. Pemukulan silia “sel api” menyerupai getaran nyala lilin, itulah namanya.
Pada cacing tanah, pada setiap ruas tubuh terdapat sepasang organ khusus yang disebut nefridia yang mempunyai fungsi ekskresi. Nefridium, tidak seperti “sel api” cacing pipih, berbentuk tabung yang terbuka di kedua ujungnya; ujung dalamnya terbuka secara keseluruhan menjadi corong yang dilengkapi silia. Setiap tubulus dikelilingi oleh kapiler, yang memungkinkan pembuangan produk limbah dari darah.
Ketika cairan, didorong oleh pemukulan silia di corong, melewati nefridium, air dan zat seperti glukosa diserap kembali, dan produk limbah dipekatkan dan dikeluarkan dari tubuh. Sistem ekskresi serangga terdiri dari organ yang disebut tubulus Malpighi, yang terletak di rongga tubuh dan membuka ke saluran pencernaan. Produk metabolisme berdifusi dari rongga tubuh ke dalam tabung ini dan dilepaskan ke saluran pencernaan, lalu keluar bersama dengan makanan yang tidak tercerna.
Pada semua vertebrata, sistem saluran kemih pada dasarnya sama. Pada vertebrata tingkat rendah, tubulus ginjal tidak terbuka ke dalam kapsul Bowman, tetapi ke dalam rongga tubuh, dan dengan demikian organ ekskresinya berada di antara nefridia cacing tanah dan ginjal vertebrata tingkat tinggi.
Vertebrata yang hidup di atau dekat laut telah mengembangkan adaptasi khusus untuk menghilangkan garam. Ikan bertulang sejati, misalnya, meminum air asin lalu mengeluarkan garam melalui insangnya. Penyu dan burung camar dapat mengeluarkan garam dari air laut yang diminum menggunakan kelenjar garam khusus yang terletak di kepalanya. Saluran kelenjar ini bermuara ke dalam rongga hidung atau keluar ke permukaan kepala.
Evolusi sistem saluran kemih diperumit oleh kenyataan bahwa pada banyak hewan beberapa bagian dari sistem ini berkaitan erat dengan sistem reproduksi, sehingga sejumlah organ terlibat dalam kedua fungsi tersebut. Hubungan ini begitu erat sehingga kedua sistem tersebut sering dianggap bersamaan dengan nama sistem genitourinari.