Os dicionários portugueses, nomeadamente o Dicionário da Língua Portuguesa 2009 e o Grande Dicionário da Língua Portuguesa (ambos da Porto Editora), registam homeostasia («do grego hómoios, "semelhante; igual" + stasis, "situação" + -ia») mas não acolhem homeostase.

Já no Brasil, o Dicionário Eletrônico Houaiss acolhe homeostasia (forma preferível), homeostase e, ainda, homeóstase.

Homeostasia, na qualidade de vocábulo da biologia, é «processo de regulação pelo qual um organismo mantém constante o seu equilíbrio [Termo criado pelo fisiologista americano Walter Cannon (1871-1945)]»; e, como termo da fisiologia, é «estado de equilíbrio das diversas funções e composições químicas do corpo (p. ex., temperatura, pulso, pressão arterial, taxa de açúcar no sangue etc.)».

O elemento de composição -stase é «pospositivo, do gr. stásis,e,ós, "ação de pôr em pé, estabilidade, fixidez", em compostos da linguagem científica do sXIX para cá; sendo breve a vogal radical gr., há o pressuposto de que tais comp. devam ser proparoxítonos, mas em verdade muitos deles, por uso, são preferentemente us. como paroxítonos, sobretudo na linguagem médica em geral, havendo, porém, dentro da própria área, esforços em favor da proparoxitonia: algóstase, anástase, antiparástase, antiperístase, apocatástase, apóstase, bacterióstase, catástase, diástase, epístase, halístase, hemóstase, hipóstase, isóstase, mesóstase, metástase, perióstase, perístase, próstase, zigóstase». Assim se explica a existência, no Brasil, das duas variantes (homeostase e homeóstase).

De qualquer modo, e respondendo à sua pergunta, as três formas são aceitáveis, mas homeostasia é a preferível.