Osmolalnost tekućine definirana je množinom osmotski aktivnih tvari koja je otopljena u kilogramu otapala. Stanične membrane u organizmu propuštaju vodu. Osmotski aktivne tvari u organizmu su natrij, kalij, ureja, glukoza i dr. Tekućina difundira iz područja manje osmolalne koncentracije u područje veće osmolalne koncentracije čime se regulira raspodjela vode u organizmu. Antidiuretički hormon (ADH) jedan je od regulatora osmolalnosti tekućine u organizmu. 

Otopljene otopljene tvari mijenjaju fizička svojstva otopine i osmotski tlak. Promjene u osmolalnosti također utječu na točku ledišta tekućine zbog čega se razlika osmolalnosti (engl. osmol gap) dobije iz razlike mjerenog sniženja točke ledišta i izračunate osmolalnosti.  

Osmolalnost seruma raste s dehidracijom, a smanjuje se s prekomjernim unosom vode. Određena stanja i bolesti popraćena su promjenama u osmolalnosti seruma, neki od primjera su akutne komplikacije šećerne bolesti, otrovanja etilen-glikolom (antifriz) i druge.

Uz druge pretrage, osmolalnost je značajno odrediti pri sumnji na otrovanje, kod pacijenata s niskim koncentracijama natrija u krvi te za procjenu statusa vode i elektrolita u tijelu.