L'apparato iuxtaglomerulare è un raggruppamento di varie popolazioni cellulari del tubulo contorto distale, tra cui cellule sensibili alla variazione di concentrazione di elettroliti nella pre-urina (osmocettori - trasmettono segnali alle cellule ilari e iuxtaglomerulari). Tali cellule si distribuiscono tutte nello spazio compreso tra la macula densa (parete del tubulo contorto distale che aderisce all'arteriola afferente) e le arteriole glomerulari afferente ed efferente. Questo spazio è occupato principalmente da cellule mesangiali extraglomerulari, dette cellule ilari. Si tratta di cellule dendritiche che mettono in comunicazione la macula densa con le cellule iuxtaglomerulari granulari e lo fanno mediante giunzioni comunicanti; sono anche cellule dalla funzione vasocostrittrice. La tonaca media delle due arteriole è qui costituita da cellule muscolari lisce modificate dette cellule iuxtaglomerulari granulari. Sono cellule tondeggianti e voluminose, con un citoplasma ricco di mitocondri e vescicole di contenenti renina, dunque regolano la pressione sanguigna mediante il sistema renina-angiotensina, ma aiutano anche l'assorbimento di acqua e ioni. Sono collocate più precisamente tra la parete del tubulo distale (non la macula densa) e l'endotelio delle arteriole. Le cellule della macula densa, cioè cellule epiteliali modificate della parete mediale del tubulo contorto distale, hanno nuclei ovalari di notevoli dimensioni e mitocondri numerosi ma concentrati nella porzione apicale del citoplasma. La loro funzione è quella di regolare il contenuto di NaCl del filtrato. Le cellule ilari (o mesangio extraglomerulare) si trovano tra arteriola afferente, efferente e macula densa, hanno la funzione di ricezione e trasmissione di stimoli dalla macula densa alle cellule iuxtaglomerulari.