膀胱是一个中空性肌囊，可分为底、体及颈3部分。膀胱颈为膀胱底部下端与尿道连接处。输尿管与膀胱连接处的纵形肌纤维进入膀胱后呈扇形散开，构成膀胱三角。三角区内有3个开口，即两个输尿管开口和一个尿道内口。男性膀胱位于直肠、精囊和输尿管的前方，下与前列腺邻接；女性膀胱位于子宫的前下方和阴道上部的前方。膀胱组织结构也和肾盏、肾盂一样分为3层。膀胱肌肉活动受神经系统的支配与控制。膀胱三角区是炎症、结核及肿瘤的易发部位。
膀胱的生理功能是储存尿液和周期性排尿。在正常情况下，大脑皮层对脊髓排尿中枢起到制约作用，膀胱逼尿肌处于持续的轻度收缩状态，使膀胱内压经常保持在10cmH2O以下，即使当膀胱内尿量增加时，由于膀胱具有较大的伸展性，其容积能随尿量的增多而增大，其内压也无多大变化。当尿量增加到400～500毫升时，膀胱内压超过10cmH2O并明显升高，这时膀胱壁的牵张感受器受刺激而兴奋，神经冲动传入大脑皮层排尿反射中枢，产生排尿欲。如果条件许可排尿，则冲动传出，引起逼尿肌收缩、内括约肌松弛，尿液进入后尿道，并刺激后尿道的感受器，进一步加强其活动，并反射性地使外括约肌开放，尿液就在强大的膀胱内压下被排出。尿液对尿道的刺激还可进一步使排尿反射活动一再加强，直至排完为止。
如果条件不许可或不去进行排尿，则膀胱内尿量继续增多，当达到700毫升时，膀胱内压也增到35cmH2O，此时逼尿肌出现节律性收缩，排尿欲明显增大，不过，此时还可由意志控制得住。如果等到膀胱内压达到70cmH2O以上时，便会出现明显痛感以致不得不去排尿。
此外，膀胱内容量与排尿感觉之间的关系还受精神因素和下尿路病变的影响。由于排尿活动在很大程度上受到意识的控制，在膀胱充盈不足时也能完成排尿动作，因此，在精神紧张时，通常有人表现为尿意频繁。正常人在每次排尿后，膀胱内并非完全空虚，一般还有少量尿液残留，称为残留尿。正常成人的残留尿量约10～15毫升。残留尿量的多少与膀胱功能有着密切关系。老年人残留尿量通常有所增加。残留尿量的增加是导致下尿路感染的常见原因之一。