Vücuttan uzaklaştırılamayan atık maddelerin ve suyun yarı geçirgen bir membran (diyalizör) vasıtasıyla vücuttan uzaklaştırılması işlemidir. Kronik böbrek yetmezliği bulunan diyaliz hastaları genelde haftada üç kez ve dört saat boyunca bu işleme ihtiyaç duyarlar.

Hemodiyaliz esnasında diyaliz makinesi, hastadan gelen kanı yarı geçirgen bir membrandan (diyalizör) geçirir ve yeniden vücudumuza gönderir. Bu sırada diyalizördeki membranın bir yüzünde kan, diğer yüzünde ise bir tuz solüsyonu (diyalizat) akar. Kandan uzaklaştırılmak istenen maddeler membranın karşı tarafına geçerek vücuttan uzaklaştırılırlar.