肾小管是人体肾脏器官上与肾小囊壁层相连的一条细长上皮性小管。肾小管按不同的形态结构、分布位置和功能分成近端小管、髓袢和远端小管三部分。
近曲小管上连肾小囊腔，是肾小管中最粗的一段，盘曲在所属肾小体周围。管壁由单层立方上皮细胞组成。管腔小而不规则，是肾小管重吸收功能的重要部分。细胞的游离面有刷状缘，电子显微镜下可见，是由微绒毛组成。这些结构都扩大了细胞表面积，有利于重吸收作用。
髓袢为一U字形小管，由三段组成：第一段为降支粗段(近直小管);第二段为细段呈U形(细段);第三段为升支粗段(远直小管)。第一段及第二段的降支部分又统称为降支，第二段的升支及第三段又统称为升支。它们分别由扁平和立方上皮构成。不同部位的肾单位髓袢的长度不同。皮质肾单位的髓袢较短，薄壁段很短或缺如。近髓肾单位的髓袢则较长，一直深入髓质可达锥体乳头。这类髓袢对尿的浓缩有特殊的功能。
远曲小管较短，迂曲盘绕在所属肾小体附近，与近曲小管相邻。管壁由立方形上皮细胞组成，管腔大而规则。其末端与集合管相连。髓袢及远曲小管合称远端肾单位。是离子转运和分泌的重要场所，细胞能吸收H2O、Na离子，排出K离子、H离子、NH3，受醛固酮和抗利尿激素的调控，参与尿液浓、稀的调节。
集合管是由皮质走向髓质锥体乳头孔的小管，沿途有许多肾单位的远曲小管与它相连，管径逐渐变粗，管壁逐渐变厚。管壁由立方或柱状上皮构成。过去认为集合管只有运输尿液的作用，现认为集合管亦有与远曲小管同样具有重吸收和分泌的功能。
肾小管具有重吸收、排泄和分泌的功能。原尿流经肾小管时,被进一步地吸收,称为重吸收。重吸收的对象是原尿中全部的葡萄糖,大部分的水和大部分的氨基酸、维生素和部分无机盐等，这些物质会被重新吸收到毛细血管中，无机盐中67%的钠离子和一定数量的氯离子被主动转运出去。99%的水会被重吸收，最终原尿仅有1%会成为尿液。肾小管和集合管的分泌功能是指肾小管和集合管的上皮细胞，将通过其本身新陈代谢所产生的物质分泌到小管液中的过程。排泄功能则指肾小管的上皮细胞将血液中原有的某些物质排入小管液中的过程。
肾小管和集合管对水的重吸收，随着水的出入情况而变化。当人饮水不足，体内失水过多或吃的食物过咸时，都会引起细胞外液渗透压升高，使下丘脑中渗透压感受器受到刺激。这时，下丘脑中的渗透压感受器一方面产生兴奋并传至大脑皮层，通过产生渴觉来直接调节水的摄入量。一方面使由下丘脑神经细胞分泌，并由垂体后叶释放的抗利尿激素增加。从而促进了肾小管和集合管对水的重吸收，减少了尿的排出，保留了体内的水分，使细胞外液的渗透压趋向于恢复正常。相反，当人饮水过多或是盐丢失过多而使细胞外液的渗透压下降时，就会减少对下丘脑中的渗透压感受器的刺激，也就减少了抗利尿激素的分泌和释放，肾脏排出的水分就会增加，从而使细胞外液的渗透压恢复正常。
小管液中溶质的浓度、肾小球滤过率、肾小管上皮细胞的功能等因素都会影响肾小管重吸收。小管液中溶质所形成的渗透压，是肾小管吸收水分的对抗力量。如果小管液的溶质浓度很高，形成的渗透压很大，对抗肾小管重吸收水分的力量也大，结果可使尿液增多，这称为渗透性利尿。近端小管每分钟重吸收滤过液的亳升数，称肾小管重吸收率，它与肾小球滤过率之间保持着一种平衡，称为球管平衡。其生理意义是使终尿量不致因肾小球滤过率的增减而出现大幅度的变动。肾小管上皮细胞有强大的重吸收功能，而且具有选择性，当某些病理因素损伤肾小管细胞的功能时，可造成其重吸收障碍，导致尿量增加或尿液中出现某种异常成分。
