Высокая чувствительность открытых систем, и в первую очередь живых организмов, к изменениям в окружающей среде предполагает возможность существования для них бесчисленного множества стационарных состояний в пределах допустимых для сохранения жизни колебаний функций органов, систем органов и всего организма (в зависимости, например, от активности организма, от времени суток и года, возраста, пола, роста и развития, питания, места жительства и т. д.).
Стационарное состояние может относительно стабильно сохраняться в течение какого-то времени. Стабильность не является жестко фиксируемым неподвижным состоянием, подобным термодинамическому равновесию. Такого в природе быть не может, поскольку в соответствии с законом сохранения и превращения материи и энергии идет постоянный обмен веществом и энергией между различными объектами, входящими в систему, называемую Природой, а шире—Вселенной.
Все события совершаются во времени. Вероятность абсолютного совпадения во времени двух или нескольких событий, полностью уравновешивающих друг друга, в любом ограниченном пространстве ничтожна. Поэтому под стационарным состоянием следует понимать колебания параметров того или иного явления или процесса около какой-то «идеальной» константы, наиболее соответствующей данным условиям взаимоотношений открытой системы (организма) со средой. Например, частота дыхания в атмосфере, обедненной кислородом и насыщенной углекислотой, и наоборот, будет изменяться в сторону учащения в первом случае и урежения во втором. Однако как учащение, так и урежение дыхания имеет пределы, выше которых частота дыхания без нарушения функций организма изменяться не может. Так, частота дыхания у человека 1—2 раза в минуту несовместима с жизнью. Это справедливо для всех констант показателей функционального состояния организма: для пределов колебаний скорости двигательной реакции на раздражение, для уровня сахара или pH крови и т. д. Медикобиологические исследования в области оценки состояния здоровья преследуют цель — выяснить, насколько измеряемый параметр укладывается в пределы возможных для нормального существования организма колебаний и каков резерв для оптимального развития данной функции. Именно в рамках крайних пределов этих колебаний и может быть сколь угодно много различных уровней стационарных состояний. Определенный уровень стационарного состояния (динамического равновесия) в открытой системе поддерживается не потому, что свободная энергия сведена до минимума, как это имеет место при термодинамическом равновесии, а потому, что система получает из среды свободную энергию в количестве, достаточном для компенсации потерь в соответствии с особенностями ее взаимоотношений со средой.
Не менее важным для возникновения и поддержания уровня стационарного состояния является и скорость протекания реакций в системе. При формировании того или иного стационарного состояния скорость реакции в одном из направлений больше, чем в другом. Сохранение данного уровня стационарности во времени зависит от длительности удержания нового баланса прихода и расхода.
Так, сохранение постоянства веса тела возможно при сбалансированном приходе и расходе вещества и энергии в организме. Однако при желании снизить вес до определенного уровня, т. е. создать новый уровень стационарного состояния, следует изменить соотношение между поступлением и расходом вещества и энергии. При этом необходимо различать устойчивые и неустойчивые стационарные состояния. В качестве примера биологических моделей относительно устойчивого стационарного состояния может служить мембранный потенциал покоя, а неустойчивого — потенциал действия.