Hemodiyalizin kendine has özelliği, ekstrakorporal bir tedavi olmasıdır.( vücudun dışında gerçekleştirilir) Kan, temizlenmek amacıyla, hastadan filtreye (diyalizer) kapsamlı bir diyaliz makinası yardımıyla kan setinden geçerek pompalanır.

Bu işlem sırasında vücudun dışında kalan kan miktarı yaklaşık bir çay fincanı kadardır; yeterli tedavi için gün aşırı 4 saatlik seanslar yapılmalıdır.

Kan filtrede süngerimsi bir yüzeyi bulunan kılcal damarlardan geçer (membran).

Kandaki toksinlerin boyutları, membran deliklerinden geçebilir küçüklüktedir ancak albumin ve proteinler gibi vücut için yararlı olan, daha büyük moleküllerin geçişini engeller. Membran içinde temizlenen kan vücuttaki normal dolaşımına geri döner.

Membran’ın kan ile temas ettiği anda bir reaksiyona yol açmaması önemlidir. Günümüzde bu tür problemleri çözen çok sayıda membran vardır; en yaygın kullanılanı Fresenius tarafından, Helixone® üretiminde kullanılmak üzere geliştirilen Polysulfone’dur.