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배뇨를 조절하는 신경중추는 척수·뇌줄기[腦幹]·대뇌피질에 있으며, 수의근과 불수의근 모두가 배뇨에 관계한다.

방광은 소변(신장에서 혈류를 걸러나오는 노폐물을 포함하는 액체)을 저장하는 곳이다. 방광의 주요한 수축근육은 배뇨근이다. 배뇨할 때는 소변이 방광으로부터 몸 밖으로 나가는 관인 요도의 근육수축과 함께 배뇨근이 계속 수축해 있거나 간헐적으로 수축한다.

사람을 비롯한 대부분의 동물이 방광을 비우는 것은 방광 안에 있는 소변의 부피에 의해 영향을 받는다. 100~150㎖의 소변이 모이면 배뇨할 필요를 느낀다. 소변이 더 모임에 따라 이러한 느낌의 강도가 증가하고, 방광의 부피가 350~400㎖가 되면 불쾌해진다. 골반신경으로부터 오는 충격을 통해 방광이 찼다는 느낌, 고통스러운 팽창감, 배뇨가 필요하다는 의식이 전달된다. 방광이 서서히 차면 부피의 증가로 인한 압력에 점차로 적응하게 되나, 방광이 갑자기 차면 천천히 찼을 때보다 더 빠르게 배뇨를 자극한다. 방광벽이 충분한 압력을 느꼈을 때 배뇨근이 수축하고 방광목과 요도 입구가 이완되어 방광의 내용물이 비워지는데, 정상적인 경우에는 방광이 완전히 비워진다.

배뇨를 의도적으로 억제하는 데는 방광수축의 억제, 요도입구의 폐쇄, 복부근육의 수축 등이 관계한다. 소변의 흐름을 멈추거나 시작하게 하는 능력은 대개 골반하벽, 복부벽과 횡격막(복부와 흉부 사이의 근육성 격벽)의 근육이 정상적으로 기능하는가에 달려 있다. 영아가 배뇨의 억제를 조절하지 못하는 것은 신경계의 미성숙 때문이다.

이와 유사하게 중추신경계의 특정 부분이 파괴되거나 변성되면 이른바 신경성방광으로 인해 실금(失禁：배설에 대한 통제력을 잃는 것)하게 된다(→ 요실금). 이러한 실금은 영구적으로 팽창된 방광에서 소변이 넘쳐 흐를 수도 있고, 배출구가 항상 열려 있어 수축된 방광에서 흐를 수도 있다.

방광이 꽉 찼는데도 비우지 않으면 지나치게 확장되며, 이로 인해 출혈, 궤양, 방광벽의 파괴가 일어날 수 있다. 소변의 배출이 막히는 것은 전립선(前立腺：남자의 방광 근처에서 요도를 둘러싸고 있는 분비선)이 비대해지거나, 요도 주위 조직의 부종, 요도의 섬유성 협착(狹窄) 또는 방광과 요도입구의 근육수축으로 인한 것일 수도 있다. 대개 방광 내의 압력이 막는 힘보다 커질 때까지 소변은 배출되지 않는다.

적당히 긴 기간 동안 소변을 보유하거나 긴장하면 배뇨근의 긴장도가 증가되고 방광의 수축력이 커진다. 방광의 지나친 확대가 오랜 기간 지속되면 배뇨근이 작은 강도로 수축을 일으켜 소변이 찔끔찔끔 나오게 되며, 팽창이 계속되면 근육이 마비되어 방광이 넘쳐흘러야만 배뇨가 일어나게 되는데 이러한 상태를 피동성실금이라 한다. 이러한 상태에서는 신장으로 소변이 역류하여 신기능부전을 일으키기도 한다.