osmotische diuretica hebben hun belangrijkste effect in de proximale ingewikkelde tubulus en de afdalende ledemaat van de lus van Henle. Deze sites zijn vrij waterdoorlatend. Door osmotische effecten verzetten ze zich ook tegen de werking van ADH in de verzamel tubulus. De aanwezigheid van een niet-absorbeerbare opgeloste stof zoals mannitol verhindert de normale absorptie van water door een compenserende osmotische kracht tussen te plaatsen. Als gevolg hiervan neemt het urinevolume toe.,
de toename van de urinestroom vermindert de contacttijd tussen vloeistof en het tubulaire epitheel, waardoor zowel natrium als waterreabsorptie wordt verminderd. De resulterende natriurese is van mindere omvang dan de waterdiurese, wat uiteindelijk leidt tot overmatig waterverlies en hypernatriëmie.
elk osmotisch actief middel dat door de glomerulus wordt gefilterd maar niet opnieuw wordt geabsorbeerd, zorgt ervoor dat water in deze segmenten wordt vastgehouden en bevordert een waterdiurese. Dergelijke middelen kunnen worden gebruikt om de intracraniale druk te verminderen en om snelle verwijdering van renale toxines te bevorderen., Het prototypische osmotische diureticum is mannitol.
Mannitol verlaagt de intracraniale druk door twee effecten in de hersenen.Het eerste, reologisch effect, vermindert de bloedviscositeit en bevordert de plasma-expansie en cerebrale zuurstofafgifte. In reactie hierop treedt cerebrale vasoconstrictie op als gevolg van autoregulatie en neemt het cerebrale bloedvolume af. Het tweede effect komt door verwezenlijking van een osmotische gradiënt over de bloed-hersenbarrière voor, die tot de beweging van water van het parenchym aan de intravasculaire ruimte leidt. Het volume van het hersenweefsel neemt af en daarom wordt de ICP verlaagd.,