Le sostanze di natura non proteica contenenti azoto sono varie (urea, acido urico, creatina, creatinina, amminoacidi, ammoniaca), ma l'urea è la frazione preminente, per cui s'identificano i suoi valori con quelli dell'azotemia. Nel sangue i valori normali vanno da 10 a 50 mg/dl. Valori più elevati (iperazotemia) possono essere indice di cattivo funzionamento dei reni; tanto maggiore è l'azotemia, tanto minore è la funzione depuratrice dei reni. Tuttavia, si può avere un aumento dell'azotemia anche in altre condizioni che non riguardano i reni, (disidratazione, ristagno di urina, ecc.). Si tenga presente anche che lievi rialzi possono anche essere dovuti a una dieta troppo ricca di proteine. Valori diminuiti si osservano nelle epatopatie (malattie del fegato) gravi, in caso di malnutrizione (dieta con insufficiente apporto proteico), di celiachia (malattia dell'intestino caratterizzata da diarrea causata da intolleranza al glutine, che è una parte del seme del grano) ed in caso di gravidanza (nel terzo mese per aumentato utilizzo proteico).