Sobre 300 enzimas requieren la presencia del ion magnesio para poder realizar su función catalizadora, incluyendo todas las enzimas utilizadas en la síntesis de ATP, o aquellas que usan otros nucleótidos para sintetizar ADN y ARN.
En las plantas, el magnesio es absolutamente necesario para la síntesis de clorofila y para la fotosíntesis.
La inadecuada ingesta de magnesio suele estar asociada a espasmos musculares y enfermedades cardiovasculares, diabetes, hipertensión, desórdenes de ansiedad, migraña, osteoporosis e infartos cerebrales.
La deficiencia aguda es rara y está más frecuentemente asociada a efectos secundarios del consumo de drogas (consumo crónico de alcohol o diuréticos) más que a insuficiencia en la ingesta, aunque también puede darse en pacientes que están con nutrición enteral durante periodos muy prolongados.
Las concentraciones de magnesio afectan la relajación muscular al actuar directamente en las membranas celulares.