При подозрении на нарушения фильтрационной функции почек на фоне острого или хронического повреждения почек, особенно в комплексе с креатинином или цистатином С крови; - Контроль состояния и эффективности терапии у пациентов, проходящих диализ; - В составе комплексной диагностики заболеваний печени; - оценка белкового обмена в организме, для диагностики заболеваний печени и почек, контроля диеты.
Мочевина является главным небелковым азотистым компонентом: в её состав входит около 90-95 % белкового азота. В почках она вместе с креатинином — конечным продуктом метаболизма креатинфосфата скелетных мышц — проходит этапы фильтрации и обратного всасывания в кровь. В норме большинство молекул карбамида удаляется из организма с мочой.
В клинической практике определение уровня мочевины (в крови и моче) проводят для оценки интенсивности обмена белков, а также оценки работоспособности почек и печени.
К физиологическим причинам увеличения экскреции (выведения) мочевины из организма можно отнести диету с большим количеством белковой пищи и выраженную физическую активность. К патологическим факторам повышенного показателя карбамида в моче относят: лихорадку, повышенную функцию щитовидной железы и др. Снижение её содержания в моче наблюдается при тяжелых заболеваниях почек и печени, при которых печеночные клетки не могут преобразовать токсичный аммиак в безопасную мочевину.  
Данное исследование выявляет концентрацию суточной мочевины — сбор мочи осуществляется за 24 часа. Такой тип анализа более предпочтителен по сравнению с определением мочевины в разовой порции мочи. При отсутствии выраженных печеночных или почечных заболеваний результат суточного анализа позволяет оценить азотистое равновесие (баланс).
Азотистый баланс — совокупная разница между усвоенным и распавшимся белком. В норме оба этих показателя идентичны (нулевой баланс). Если поступивший азот превышает количество выделившегося, регистрируют положительный азотистый баланс. Состояние, при котором наблюдается избыточное выведение микроэлемента из организма (по сравнению с количеством поступившего азота), называют отрицательным азотистым балансом. Для расчета баланса необходимо знать суточное поступление белков (в граммах).
Любой тест на уровень мочевины в моче наиболее информативно сдавать вместе с анализом ее содержания в крови, что позволяет более полноценно оценить нарушения белкового обмена в печени или функциональную активность почек.