Magnesium är näst kalium den mest dominerande intracellulära katjonen. Ungefär hälften av kroppens totala magnesiuminnehåll finns i skelettet, medan den andra hälften till 98% förekommer intracellulärt. Den extracellulära magnesiumpoolen utgör endast ca 1% av kroppens totala magnesiummängd. I plasma förekommer magnesium dels i proteinbunden form (ca 35%), dels som fria magnesiumjoner (ca 65%). Magnesiumjonen är en nödvändig kofaktor för ett stort antal enzymer och behövs också för normal proteinbiosyntes. Den neuromuskulära transmissionen påverkas av koncentrationen av magnesiumjonen på ett likartat sätt som av kalciumjonen.
Magnesium intas med födan och utsöndras via njurarna genom glomerulär filtration, följd av partiell tubulär reabsorption vars grad varieras efter kroppens tillgång på magnesium. Förändringar i kroppens pH och metaboliska läge leder till förskjutningar mellan intra- och extracellulärt magnesium på samma sätt som för kalium.
Hypomagnesemi kan förekomma bl.a. vid grav malnutrition eller malabsorption, kronisk alkoholism, samt vid ökade renala förluster (tiazid diuretika, renal tubulär acidos, hyperaldosteronism, hyoparatyreoidism). Symptom på låga magnesiumnivåer är exempelvis trötthet, tetani och kramper.
Hypermagnesemi är vanligen orsakad av kronisk njurinsufficiens men kan även ses vid myxödem. Vid diabeteskoma ses också en förhöjd nivå som följs av sjunkande värden när acidosen hävs. Hypermagnesemi ger en kurareliknande effekt och vid excessiva höjningar kan andningsförlamning och hjärtstillestånd inträffa.
Analys av S-Magnesium är indicerad vid utredning av oklara trötthets-, tetani- och kramptillstånd, vid binjurebarkssjukdomar samt vid långvariga tillstånd med diarré och parenteral nutrition. Vid bedömningen måste hänsyn tas till albuminkoncentrationen på samma sätt som för kalcium.