Homeostaza se odnosi na održavanje stabilne unutarnje temperature i okoline koja omogućuje sustavima u tijelu, točnije metabolizmu, da rade maksimalno učinkovito. Metabolizam je količina energije koju tijelo izdvaja, pohranjuje i koristi za održavanje. Odnos između homeostaze i metabolizma je takav da je homeostaza potrebna za učinkovit metabolizam, a učinkovit metabolizam je jedan od načina na koji tijelo održava homeostazu.
Veza između homeostaze i metabolizma je bliska po tome što ako dođe do poremećaja u homeostazi, metabolizam će biti negativno pogođen. Metabolizam ovisi o radu enzima koji kataliziraju kemijske reakcije potrebne za razgradnju hrane u energiju. Enzimi ne mogu djelovati ako se tijelo ne održava na konstantnoj temperaturi. Homeostaza se mora održavati unutar stanica kako bi se odvijale reakcije koje zahtijeva metabolizam. Ako je temperatura previsoka, enzimi će prestati djelovati; ako je preniska, tada se brzina reakcije povećava, što može biti jednako štetno.
Optimalna metabolička učinkovitost održava se negativnom povratnom spregom kojom funkcionira homeostaza. Ako senzori u tijelu otkriju da je varijabla kao što je temperatura ili pH razina izvan uskog raspona prihvatljivosti, ona upozorava kontrolore poput hipotalamusa u mozgu ili nekog od drugih tjelesnih organa da upozore efektore kao što su krvne žile, koža ili hormoni djeluju. Na taj se način stabilizira odnos između homeostaze i metabolizma.
Unutarnji uvjeti tijela koji moraju ostati stabilni uključuju tjelesnu temperaturu, pH razinu i razinu glukoze. Ti se čimbenici održavaju u normalnom rasponu osim ako ne dođe do nakupljanja toksina; u tom slučaju dolazi do poremećaja homeostaze i metabolizma i nastaje bolest. Održavanjem stabilne temperature upravljaju antagonistički mehanizmi koji uključuju efektore poput glatkih mišića u arteriolama kože ili žlijezda znojnica čija je uloga povećati tjelesnu temperaturu ako su vanjski uvjeti hladni ili se tijelo treba boriti protiv virusa i drugi koji ga snižavaju kada sunce izađe ili virus pobijedi imunološki sustav. Regulatori snižavaju i povećavaju pH razinu, a hormoni smanjuju i povećavaju glukozu u krvi prema potrebi.