Kehon jätteenkäsittelyjärjestelmän luonnollinen tuote, virtsa on steriili, kun se on terveen kehon tuottama. Se menettää kuitenkin steriiliytensä karkotettaessa kehosta. Ensimmäinen kontaminaatio voi tulla virtsaamisprosessin aikana, kun virtsa kerää virtsaputken vuoraavissa epiteelisoluissa eläviä bakteereja. Elimistöstä poistuttuaan myös ilmassa ja keräysastiassa olevat bakteerit voivat vaarantaa virtsan steriiliyden. Itse asiassa, koska luonnossa esiintyvät steriilit ympäristöt ovat käytännöllisesti katsoen olemattomia, kun virtsa on poistunut kehosta, se menettää lähes välittömästi steriiliytensä.
Kun sanotaan, että virtsa on steriili, tarkoitetaan sitä, että se ei sisällä bakteereja tai muita eläviä organismeja tai niiden itiöitä. Tämä koskee virtsaa, kun se tuotetaan ensimmäisen kerran ja varastoidaan virtsarakkoon ennen kehosta poistamista. Joskus unohdetaan, että steriili aine, kuten virtsa, kykenee tukemaan tai edistämään elämää. Itse asiassa virtsan urea tekee siitä houkuttelevan maatalouden sovelluksiin, vaikka se on laimennettava ennen kuin sitä voidaan levittää turvallisesti.
Virtsan tärkein ainesosa on vesi, joka sisältää noin 95 tilavuusprosenttia nestettä. Loput 5% koostuu pääasiassa ureasta, joka on elimistön tuottama orgaaninen aine, joka auttaa poistamaan ylimääräistä typpeä kehosta. Kloridi, natrium, kalium ja muut orgaaniset ja epäorgaaniset yhdisteet sekä liuenneet ionit ovat muita virtsassa olevia aineita, yleensä pieniä määriä.
Virtsan koostumus voi muuttua, jos sen tuottaa elimistö, jolla on sairaus tai sairaus. Esimerkiksi diabeetikoiden virtsa voi sisältää huomattavan määrän glukoosia. Samoin tiettyjen elintarvikkeiden tai lääkkeiden nauttiminen voi vaikuttaa lyhyellä aikavälillä virtsan ulkonäköön, erityisesti sen väriin. Näissäkin tapauksissa virtsa on kuitenkin steriiliä. Tärkein sairaus, jossa virtsa ei ehkä ole steriili, on virtsatieinfektio (UTI), jossa mikro-organismit voivat saastuttaa virtsan virtsarakossa ja tehdä siitä epästeriilin.
Kysymys virtsan steriilisyydestä johtaa aina kysymyksiin sen soveltuvuudesta juomiseen. Erityisesti silloin, kun virtsa on steriiliä, se on täysin turvallista juoda, etenkin rajoitetusti. Koska virtsa koostuu pääasiassa vedestä ja kehon jätetuotteista, sillä on vain vähän tai ei ollenkaan ravintoarvoa. Vaikka hätätilanteissa virtsan juominen on hyväksyttävä nesteytysmenetelmä, toistuva virtsan juominen, etenkin oman, sisältää niiden jätteiden palauttamisen elimistöön, joita keho yrittää poistaa. Tämä lopulta rasittaa liikaa munuaisia, jotka ovat vastuussa jätteiden käsittelystä kehossa.
Virtsan korkea vesipitoisuus voidaan käsitellä ja ottaa talteen juomavedenä. Kansainvälisen avaruusaseman jätteenkäsittelyjärjestelmät on sertifioitu käsittelemään nisäkkäiden virtsaa tätä tarkoitusta varten. Tämä on arvokas resurssi avaruusaseman kaltaisessa ympäristössä, jossa ei ole uusiutuvaa makean veden lähdettä. Kunnostusprojekti käsittelee paitsi astronauttien virtsan myös aluksella olevien laboratorioeläinten virtsan.