Hemodiyalizde temel işlemler, diyalizer membranı vasıtasıyla hastanın kanı ve diyalizat arasında gerçekleşir. Hastanın kanı, diyalizer membranın bir tarafından akarken, diğer tarafta ters yönden diyalizat akar. Yarı geçirgen membran vasıtasıyla kan ve diyalizat arasında difüzyon, filtrasyon, ozmoz ve konveksiyon işlemleri gerçekleşir. Bu işlemler konsantrasyon farkları, hidrolik basınç, ozmotik basınç ve akış hızı ile olur.

Diyalizat, saf su ve içinde çözünen çeşitli maddeleri içerir. Glukoz haricinde, diyalizatta çözünen maddelerin hepsi elektrolittir. Bu maddelerin konsantrasyonları (potasyum ve tampon madde hariç) kanda doğal olarak bulunan elektrolitlerin konsantrasyonlarına çok yakındır. Diyalizat, diyaliz hastasının elektrolit ve asit-baz dengelerini düzenler ve işe yaramaz ürünlerin atılımını sağlar.

Diyalizat, diyaliz makinası tarafından konsantratların ve saf suyun belli bir oranda otomatik olarak sürekli karıştırılmasıyla hazırlanır.