Hemodialyysissä poistetaan elimistön kuona-aineita, kehoon ja verenkiertoon kertynyttä ylimääräistä nestettä diffuusion ja ultrafiltraation avulla.
Puhdistus tapahtuu kehonulkopuolella dialysaattorissa (keinomunuainen). Potilaan veri kierrätetään dialyysikoneen avulla letkustoa pitkin dialysaattorin läpi ja puhdistunut veri palautuu potilaaseen. Hoito tehdään normaalisti kolme kertaa viikossa ja se kestää 4-5 tuntia.