Urmatoarele afectiuni sunt caracterizate de osmolaritate urinara scazuta: insuficienta renala cronica, diabet insipid, hipokalemie, hipernatremie, polidipsie primara, hipercalcemie, ingestie excesiva de apa.

O valoare a osmolaritatii <150 mOsmol/kg H2O sugereaza o diureza apoasa, ce se caracterizeaza prin excretia unui volum urinar crescut cu dilutie scazuta, ce are drept cauza  reducerea reabsorbtiei apei la nivelul tubilor colectori. Aceasta reducere poate fi motivata prin lipsa secretiei de hormon antidiuretic ADH (diabet insipid central) sau prin incapacitatea rinichiului de a raspunde la stimularea ADH-ului (diabet insipid nefrogen). Diabetul insipid nefrogen poate fi de doua tipuri: congenital (defect la nivelul receptorului ADH-ului sau la nivelul canalelor de apa –aquaporine) sau dobandit (intoxicatie cu litiu, metoxifluran, amiloidoza, hipercalcemie, hipokalemie, uropatie obstructiva).

Lipsa secretiei de ADH poate fi de cauzata de: degenerescenta celulara, tumori, granuloame, interventii chirurgicale, traumatisme, infarct sau infectii hipofizare sau hipotalamice, sarcina (ca urmare a supresiei secretiei ADH prin productia excesiva de vasopresina); de asemenea pot fi implicate cauze psihogene sau iatrogene.

Cresterea osmolaritatii urinare caracterizeaza: azotemia prerenala,  insuficienta cardiaca congestiva, Sindrom de secretie inadecvata de hormon antidiuretic (SIADH), Boala Addison, deshidratare, amiloidoza, hiponatremie

Diureza osmotica, cu nivel al osmolalitatii >400 mOsmol/kg H2O, este o marire a volumului urinar consecutiva cresterii presiunii osmotice plasmatice, ce survine in cursul diabetului zaharat, supraincarcarii azotate a sangelui, administrarii de glucoza, uree sau manitol. Prin proba de diureza osmotica, se poate monitoriza excretia apei sub influenta diureticelor osmotice (furosemid).