L'urea è il principale prodotto terminale del catabolismo dell'azoto aminoacidico nell'uomo, sintetizzata dal fegato attraverso il ciclo dell'urea a partire dall'ammonio prodotto dalla deaminazione degli aminoacidi. L'urea viene rilasciata nel sangue, filtrata liberamente dal glomerulo renale e parzialmente riassorbita (40-60%) nei tubuli collettori, soprattutto in condizioni di antidiuresi; il riassorbimento variabile la rende un marcatore meno preciso del GFR rispetto alla creatinina. Il dosaggio si esegue su siero con metodo enzimatico all'ureasi: l'urea viene idrolizzata dall'ureasi in ammonio e CO2; l'ammonio viene poi quantificato con la glutammato deidrogenasi e NADH a 340 nm. In molti paesi anglosassoni si dosa il BUN (Blood Urea Nitrogen, azoto ureico); la conversione è: urea mg/dL = BUN × 2,14. Valori normali di urea sono indicativamente 15-45 mg/dL. L'azotemia pre-renale (disidratazione, scompenso cardiaco, emorragia gastrointestinale dove le proteine del sangue digerite aumentano la produzione di urea) è caratterizzata da un rapporto BUN/creatinina superiore a 20:1. L'azotemia renale (insufficienza renale acuta e cronica) presenta un aumento proporzionale di urea e creatinina. L'azotemia post-renale è da ostruzione delle vie urinarie. L'urea è ridotta nell'insufficienza epatica grave e nella dieta ipoproteica.