El equilibrio hídrico también se ve influido por la hormona antidiurética (ADH) o vasopresina, producida por el hipotálamo (una zona pequeña pero muy importante del cerebro), pero almacenada y liberada por la hipófisis (una pequeña glándula del cerebro). La hormona antidiurética reduce la excreción de agua por los riñones y contribuye así a mantener el equilibrio hídrico.  

Un aumento de la osmolalidad plasmática o una disminución del volumen sanguíneo pueden estimular la liberación de ADH y, en consecuencia, el organismo retiendrá más agua y aumentará su reabsorción por los riñones.