Magnesium on alkuaine, jota esiintyy kaikkialla luonnossa. Magnesium- ja kalsiumaineenvaihdunta liittyvät läheisesti toisiinsa. Näiden kahden ionin imeytyminen suolistosta ja erittyminen munuaisten kautta ovat riippuvaisia toisistaan. Fosforin ja magnesiumin aineenvaihdunnan välistä suhdetta on vaikeampi osoittaa. Lasten hypomagnesemian yleisimmät syyt ovat vähentynyt saanti, heikentynyt imeytyminen suolistosta, munuaiskato ja geneettiset sairaudet. Hypomagnesemia näkyy kliinisesti hermostossa, ja siinä on neurofysiologisia ja metabolisia muutoksia. Vaikea hypomagnesemia aiheuttaa sekundaarisen hypokalsemian useimmilla koe-eläimillä rottia lukuun ottamatta. Lisäksi vakava hypomagnesemia aiheuttaa toiminnallisen hypoparatyroidismin. In vitro -tutkimukset ovat osoittaneet, että magnesium voi moduloida parathormonin (PTH) eritystä samalla tavalla kuin kalsium. Magnesiumpitoisuuden akuutti lasku stimuloi PTH:n eritystä, ja pitoisuuden akuutti nousu vähentää eritystä. Magnesiumilla on todennäköisesti tärkeä rooli D-vitamiinin aineenvaihdunnassa. Jotkut potilaat, joilla on hypokalsemia ja magnesiumin puute, ovat resistenttejä farmakologisille D-vitamiiniannoksille tai heillä voi olla magnesiumista riippuvainen D-vitamiiniresistentti riisitauti. Fosfaatin vähenemiseen on havaittu liittyvän virtsan magnesiumin ja kalsiumin lisääntyminen. Lastenlääketieteessä fosfaattivajeen oireyhtymää havaitaan erityisen usein ennenaikaisilla vauvoilla, jotka usein saavat vähärasvaista ruokavaliota. Magnesium osallistuu moniin solussa tapahtuviin biokemiallisiin reaktioihin ja erityisesti ATP:n muodostumiseen ja käyttöön liittyviin prosesseihin. Siten solutasolla magnesiumilla on keskeinen rooli ionikuljetusprosesseissa.