Il magnesio è il secondo catione intracellulare più abbondante dopo il potassio e funge da cofattore essenziale per oltre 300 sistemi enzimatici, inclusi quelli coinvolti nella sintesi di ATP, nella sintesi proteica e degli acidi nucleici, nella funzione neuromuscolare e nella regolazione del ritmo cardiaco. Circa il 60% del magnesio corporeo è depositato nelle ossa, il 39% è intracellulare e solo l'1% è nel plasma: il magnesio sierico riflette quindi una piccola quota del magnesio totale e può essere normale anche in presenza di deplezione significativa. Il dosaggio si esegue su siero (evitando l'emolisi che libera magnesio eritrocitario) con metodo colorimetrico (xilidil blu o calmagite). Valori normali sono indicativamente 1,7-2,2 mg/dL (0,7-0,9 mmol/L). L'ipomagnesiemia (magnesio inferiore a 1,7 mg/dL) è molto frequente nei pazienti ospedalizzati (fino al 10-15%) e si manifesta con tremori, crampi muscolari, tetania, aritmie cardiache (torsades de pointes, fibrillazione atriale), ipocalcemia refrattaria (il magnesio è necessario per la secrezione di PTH) e ipopotassiemia refrattaria. Le cause principali sono l'uso di diuretici dell'ansa e tiazidici, l'alcolismo, la diarrea cronica, gli inibitori della pompa protonica (uso prolungato), la nutrizione parenterale senza supplementazione e i farmaci nefrotossici (cisplatino, amfotericina B). L'ipermagnesiemia è rara e si osserva quasi esclusivamente nell'insufficienza renale con assunzione di magnesio esogeno.