Totalt finns det cirka 25 gram magnesium i kroppen varav 50–60 % återfinns i skelettet. Övriga procent är jämnt fördelat mellan musklerna och övriga organ. Cirka en tredjedel av halten magnesium i plasma är bundet till albumin. Magnesiumjoner är kofaktorer för flera enzymsystem och krävs bland annat för proteinsyntesen. En måttlig magnesiumbrist ger symptom såsom trötthet och kraftlöshet, medan en uttalad magnesiumbrist är förenad med kramper.
Hypomagnesemi kan vara orsakad av grav malnutrition, absorptionsrubbning, parenteral nutrition utan magnesiumsubstitution och kronisk alkoholism. Långvariga tillstånd med diarré, gall- och ventrikeldränage kan medföra stora förluster. Andra orsaker av ökad renala förluster ses vid behandling av tiazider samt vid tubulära njurskador. Efter paratyroidektomi kan hypomagnesemi utvecklas som följd av den hastigt minskade skelettnedbrytningen. Vid diabeteskoma ses initialt höga värden som följs av sjunkande värden vid behandlingen. Alkalos och tyreotoxikos ger hypomagnesemin på grund av ökat cellulärt upptag.
Hypermagnesemi är vanligen orsakad av kronisk njurinsufficiens på grund av minskad utsöndring samt acidos. Även vid myxödem beroende på ett minskat cellulärt upptag.
Indicerad i utredning av oklara trötthets-, tetani- och kramptillstånd, vid binjurebarkssjukdomar samt vid långvarig diarré och parenteral nutrition. Vid hypermagnesemi upp mot 7–10 mmol/L kan andningsförlamning och hjärtstillestånd inträffa.