Układ nerwowy
Magnez jest jonem o działaniu uspokajającym. Zmniejsza pobudliwość komórek nerwowych. Poraża zwoje nerwowe układu autonomicznego zwiększając ich działanie hamujące i osłabiając ich działanie pobudzające. Jony magnezu rywalizują z jonami wapnia w zakończeniach nerwowych, przez co zapobiegają nadmiernemu pobudzeniu.

Układ sercowo – naczyniowy
Magnez zachowuje się wobec mięśnia sercowego w sposób antagonistyczny do wapnia. Zmniejsza przewodnictwo i pobudliwość. Wywiera wpływ ochronny na serce, przeciwdziałając niedotlenieniu i niedokrwieniu. Magnez chroni ściany naczyń, przeciwstawiając się nadmiarowi wapnia oraz wywierając bezpośrednie działanie przeciwskurczowe. Magnez odgrywa rolę fizjologicznego czynnika przeciwzakrzepowego, związanego ze stabilizującym działaniem trombocytów. Zwiększając stabilizację błony płytek krwi zmniejsza skłonność do ich wzajemnego zlepiania się. Zmniejsza to skłonność do powstawania zakrzepów przyściennych. Zlepianie się uszkodzonych płytek krwi prowadzi do uwolnienia z nich substancji powodujących nagłe obkurczanie naczyń. Magnez odgrywa, więc bardzo ważną rolę w profilaktyce zakrzepów. Magnez wpływa na leukocyty usprawniając fagocytozę i wytwarzanie limfocytów. Zmniejsza też reakcje zapalne.

Układ kostny
Magnez jest niezbędny dla rozwoju kości i ich mineralizacji. Aktywizuje kostnienie pobudzając czynność osteoblastów. Aktywuje wiele enzymów z grupy fosfataz, które uczestniczą w procesie tworzenia kości. Nieorganiczne związki magnezu wchodzące w skład kości zwiększają ich odporność na złamania. Rola magnezu w profilaktyce osteoporozy jest równie ważna jak wapnia. Oprócz mineralizacji magnez zapewnia właściwy rozwój kości. Przyspiesza przebudowę kości. Niedobór magnezu wywołuje starzenie się kości. Zwiększenie zawartości magnezu w kościach o 1% powoduje dwukrotny wzrost gęstości kości.

Układ moczowy
Magnez odgrywa pewną rolę w fizjologii nerek. Ma on te same obszary resorpcji, co wapń. Będzie, więc działał w stosunku do niego konkurencyjnie. Jest niezbędny dla zachowania fosforu i potasu, aminokwasów oraz wydzielania kwasów przez nerki.

Układ pokarmowy
Magnez uczestniczy w syntezie enzymów i soków trawiennych. Pobudza czynności wątroby. Decyduje o sprawności transportu substancji przez śródbłonek jelit do krwi. W procesie tym konkurencyjnie do magnezu działają jony metali ciężkich takie jak ołów, kadm, aluminium. W przypadku znacznej ilości tych pierwiastków toksycznych w pokarmie podawanie magnezu może być nieskuteczne.

Układ oddechowy
Magnez oddziałuje na zmiany biochemiczne zachodzące na powierzchni oddechowej płuc.

Układ rozrodczy
Magnez wywiera wpływ na rozmnażanie. Jon zawarty w gametach współdecyduje o przekazywaniu danych genetycznych. Zwiększa żywotność i ruchliwość plemników. Zapewnia lepsze warunki zapłodnienia i wpływa korzystnie na rozwój płodu. Intensywnie rozmnażające się komórki wymagają białka, znacznych ilości energii, enzymów oraz sprawnej syntezy kwasów nukleinowych. We wszystkich tych procesach magnez jest podstawowym pierwiastkiem aktywizującym i regulującym.

Układ immunologiczny
Magnez zwiększa sprawność sił obronnych ustroju poprzez przyspieszenie dojrzewania limfocytów. Zwiększając sprawność sił obronnych ustroju, związki magnezu będą wspomagać leczenie infekcji, skracając czas choroby i przyspieszając zdrowienie.

Układ wydzielania wewnętrznego
Magnez wchodzi w liczne reakcje z hormonami. Może być niezbędny do ich syntezy, składowania lub uwalniania. Z gospodarką magnezową ścisły związek mają: adrenalina (wytwarzana w rdzeniu nadnerczy), parathormon (wytwarzany w gruczołach przytarczycznych), kalcytonina (hormon gruczołu tarczowego) i insulina (produkowana przez komórki trzustki).
Hipomagnezemia doprowadza do korygującego zwiększenia wydzielania adrenaliny i insuliny oraz parathormonu spowoduje natomiast spadek wydzielania kalcytoniny.
Odwrotnie, hipermagnezemia doprowadza do zmniejszenia wydzielania adrenaliny i insuliny oraz parathormonu zwiększy się też wydzielanie kalcytoniny. Zmiana poziomu tych hormonów we krwi pociąga za sobą zmianę stężenia jonów innych pierwiastków. Dotyczy to głównie wapnia i potasu. Adrenalina i insulina sterują wymianami magnezu pomiędzy osoczem a tkankami miękkimi. Parathormon i kalcytonina między obszarem poza komórkowym a tkankami twardymi. Zmiany stężenia magnezu we krwi podlegają sprzężeniu zwrotnemu z poziomem wielu hormonów i jonów. Przez co pierwiastek ten wywiera także duży pośredni wpływ na funkcjonowanie organizmu. Magnez, obecny w większości tkanek, uczestniczy w prawie wszystkich czynnościach organizmu.