肾脏的血液供应来自腹主动脉分出的左、右肾动脉。肾动脉在肾门处进入肾，分出数条肾间动脉，再分支成叶间动脉，小叶间动脉，然后沿途发出入球小动脉，进入肾小体形成血管球，再汇成出球小动脉离开肾小体，之后又形成肾小管周围毛细血管网，随后集合成小叶间静脉，经各级静脉最后回到下腔静脉。
肾脏血液供应丰富。正常成人安静时每分钟约有1200ml的血液流经两侧的肾，约占心输出量的1/5～1/4，其中90%左右的血液分布在肾皮质，10%左右分布在肾髓质。
肾血液供应要经过两次毛细血管的网。 肾小球内毛细血管的血压较高，将有利于肾小球滤过。而肾小管周围毛细血管网的血压较低，有利于肾小管重吸收。
肾血流量是尿生成的前提，肾血流量的调节包括肾血流的自身调节（autoregulation）和神经体液调节（neuro-humoral regulation）。
肾血流量的自身调节是指肾动脉平均动脉血压在一定范围（80～180mmHg）内变动时，肾血流量基本保持恒定，这种现象称为肾血量的自身调节。关于肾血流量自身调节的机制解释，目前基于肌原学说和管球反馈学说。
肌原学说认为：当肾灌注压增高时，血管平滑肌因灌注压增高而受到牵张刺激，使平滑肌的紧张性增加，血管口径相应缩小，增大血流阻力，因而肾血流量变化不大；当灌注压降低时，则发生相反的变化。这样使肾血流量保持相对恒定。
管球反馈学说认为：当肾血流量和肾小球滤过率增加时，到达远曲小管致密斑的小管液的流量及钠量增多，致密斑发出信息，使肾血流量及肾小球滤过率恢复到正常。相反，当肾血流量和肾小球滤过率减少时，流经致密斑的小管液的流量及钠量就减少，致密斑发出信息，使肾血流量和肾小球滤过率增加至正常水平。
一般情况下，肾交感神经的缩血管作用不明显。而肾上腺素、去甲肾上腺素、抗利尿激素、血管紧张素等对肾血管有收缩作用；前列腺素对肾血管有扩张作用。但这些血管活性物质在正常肾血流调节中的意义尚不能肯定。
一般而言，通常情况下，动脉血压在一定范围内变动时，肾脏主要依靠自身调节来保持血流量的相对稳定，并维持正常的泌尿机能。而紧急情况下，通过交感神经兴奋及去甲肾上腺素的作用，使全身血液重新分配，减少肾血流量，从而保证脑、心等重要器官的血液供应。