המגנזיום הינו קטיון תוך תאי והינו המפעיל העיקרי של ATP החשוב כמקור אנרגיה לתיפקוד התא. חסר מגנזיום יכול להתבטא בחולשה כללית, רעד והתכווצויות. חסר מגנזיום יכול להיות קשור לחוסר קלציום, אלכוהוליזם, במקרים מסוימים של תת-תזונה, בעיות ספיגה, מקרים כרוניים של טחורים והריון. רמות נמוכות של מגנזיום נמצאות גם בחולים עם יתר פעילות של בלוטת התריס וסוכרת. רמות גבוהות של מגנזיום נצפו באי ספיקת כלייתית, התייבשות ובמקרים של טראומה נרחבת. רמות גבוהות אלו גורמות לירידה ברפלקסים, ישנוניות ובעיות לב. חולות המטופלות במגנזיום במצב של רעלת הריון, עוברות ניטור של רמות המגנזיום בדם. הפרשת המגנזיום בשתן עולה במצבים של שימוש באתנול, חלק מהתרופות הגורמות לשיתון יתר, וסטרואידים.