Magnez w postaci chlorku magnezu jest obok potasu drugim najważniejszym kationem wewnątrzkomórkowym. Jest on nieodzownym elementem syntezy i wykorzystania wiązań bogatoenergetycznych (ATP, GTP). Aktywizuje enzymy odpowiedzialne za reakcje przeniesienia grupy fosforylowej. Jest niezbędnym elementem syntezy nośników H₂ i elektronów, takich jak NADH₂, NADPH₂, FAD i koenzym A. Ponadto uaktywnia ok. 300 enzymów przemiany węglowodanowej, białkowej, tłuszczowej, związków nukleinowych oraz reakcji oksydoredukcyjnych. Jest podstawowym regulatorem cyklu komórkowego. Jedna z podstawowych funkcji tego metalu polega na tworzeniu związków chelatowych. Tworząc związki kompleksowe z fosfolipidami, magnez stanowi integralną część struktury błon komórkowych, wewnątrzkomórkowych, mitochondrialnych i siateczkowych. Stabilizuje rybosomy, lizosomy i mitochondria. Magnez jest konieczny do fizycznej integralności podwójnej spirali kwasu deoksyrybonukleinowego oraz chromosomów. Jest jonem neurotropowym o działaniu uspokajającym. Jego niedobór powoduje rozproszoną nadpobudliwość nerwowo-mięśniową. Jony magnezu zachowują się w stosunku do m. sercowego w sposób antagonistyczny do jonów wapnia. Powodują one zmniejszenie przewodnictwa i pobudliwości. Magnez wykazuje działanie ochronne na m. sercowy, ponieważ przeciwdziała jego niedotlenieniu. Jednocześnie wykazuje działanie ochronne wobec ściany naczyń krwionośnych, przeciwstawiając się nadmiarowi wapnia i zmianom tkanki łącznej, jak również wywierając bezpośrednie działanie przeciwskurczowe. Magnez odgrywa rolę fizjologicznego czynnika przeciwzakrzepowego, co związane jest z jego stabilizującym działaniem na płytki krwi. Jest niezbędny do rozwoju i mineralizacji kości. Ma wpływ na rozmnażanie – aktywizuje działanie spermatozoidów, wykazuje działanie tokolityczne na mięsień macicy. Wchodzi w liczne interakcje z hormonami, może być niezbędny do ich syntezy (insulina), magazynowania (katecholaminy) oraz uwalniania (parathormon). Oddziałuje na liczne mechanizmy obronne: przeciwdziała skutkom stresu, niedotlenienia, uczuleniom, zapaleniom, pobudza fagocytozę, aktywuje układ dopełniacza. Po podaniu p.o. wchłania się bardzo powoli w jelicie cienkim (ok. 30%). Wchłanianie zwiększa się na skutek działania kalcytriolu. Stężenie magnezu we krwi wynosi 0,65–1,25 mmol/l. Stężenie w komórce jest ok. 10 razy większe. We krwi ok. 55% magnezu pozostaje w postaci zjonizowanej, 30% wiąże się z białkami, a 15% pozostaje w związkach kompleksowych z anionami. Wydalany jest głównie z moczem i podlega częściowo wchłanianiu zwrotnemu.