维持细胞内渗透压
钾离子是细胞内最主要的阳离子，对维持细胞内的渗透压起着关键作用。细胞内的渗透压主要由钾离子来调节，当细胞内钾离子浓度稳定时，细胞的体积和功能才能保持正常状态。例如，在正常的细胞代谢过程中，钾离子参与细胞内许多生化反应的环境维持，保证细胞内各种酶促反应能在适宜的渗透压条件下进行。
参与酸碱平衡调节
钾离子与氢离子可以进行交换，从而参与机体的酸碱平衡调节。当血液中酸碱度发生变化时，钾离子会通过细胞膜上的离子交换机制来维持酸碱平衡。比如，在酸中毒时，细胞外液氢离子浓度升高，细胞会摄取钾离子以排出氢离子，以纠正酸碱失衡；而在碱中毒时，细胞内的钾离子会向细胞外转移，同时细胞外的氢离子进入细胞内，起到调节酸碱平衡的作用。
维持神经肌肉的兴奋性
神经冲动的传导和肌肉的收缩都与钾离子密切相关。神经细胞膜的静息电位主要是由钾离子外流形成的，当细胞外液钾离子浓度发生变化时，会影响神经肌肉的兴奋性。正常情况下，神经肌肉处于稳定的兴奋性状态，当血钾浓度过低时，神经肌肉的兴奋性增高，可出现肌肉软弱无力、腱反射减弱等症状；而血钾浓度过高时，神经肌肉的兴奋性降低，可出现肌肉乏力、嗜睡等表现。对于儿童来说，血钾异常对神经肌肉兴奋性的影响更为敏感，需要特别关注，比如低血钾的儿童可能会出现肢体活动受限等情况，而高血钾可能影响呼吸肌功能，导致呼吸困难等严重后果。
参与心肌收缩和电生理活动
钾离子对心肌的正常功能至关重要。心肌细胞的动作电位复极过程主要与钾离子外流有关，钾离子的浓度变化会影响心肌的兴奋性、自律性和传导性。正常的血钾水平能保证心肌细胞的正常电生理活动，维持心脏的正常节律和收缩功能。如果血钾异常，如低钾血症可导致心肌兴奋性增高，出现心律失常等情况；高钾血症可抑制心肌的兴奋性和传导性，严重时可导致心脏骤停。在不同年龄人群中，心肌对血钾变化的反应有所不同，儿童的心肌相对脆弱，血钾的微小波动都可能对心脏功能产生较大影响，需要密切监测血钾水平并及时处理。