Особенность гемодиализа в том, что этот метод лечения является экстракорпоральным (осуществляется вне организма): кровь, при помощи роликового насоса гемодиализного аппарата подается по специальным кровеносным магистралям из сосудистого русла пациента в фильтр (диализатор), в котором и происходит удаление из нее токсинов – продуктов жизнедеятельности организма.

Во время этой процедуры вне организма находится объем крови, соответствующий приблизительно одной чашке. Для удовлетворительного результата средняя длительность сеанса гемодиализа должна составлять не менее 4 часов. Обычно сеансы проводятся через день.

В фильтре кровь проходит через очень тонкие капилляры, стенка которых представляет собой пористую поверхность - мембрану.

Отверстия в мембране пропускают мелкие молекулы токсинов, но задерживают более крупные молекулы, например альбумина и других ценных белков. Затем очищенная кровь возвращается в систему кровообращения пациента.

Важно, чтобы при контакте мембраны фильтра с кровью пациента не было реакций. В настоящее время существует много "биосовместимых" мембран, применение которых не сопровождается подобными осложнениями. Наиболее широко используются мембраны из полисульфона, на основе которого компания Fresenius разработала уже новый высоко биосовместимый материал Helixone®.